CN105041630A - 一种变排量压缩机用电磁控制阀 - Google Patents

Abstract

一种变排量压缩机用电磁控制阀，它主要由布置在同一轴线上的阀部件、电磁铁部件和感压部件三部分组成，其中电磁铁部件被设置在阀部件和感压部件之间，所述的阀部件包括有阀体，设于阀体中的阀芯，该阀体的下端部开口端通过过盈配合连接有阀芯支撑板，所述阀芯的下端部容纳于阀芯支撑板的中间通孔中,所述的阀体内腔设置有若干通孔，该若干通孔用于连通排气压力、吸气压力以及曲柄压力；所述电磁部件在通电后会产生一个驱动上方相邻布置的阀芯运动的电磁力；所述感压部件也会因为吸气压力的变化产生一个驱动阀芯运动的力；它具有结构合理，提高控制精度，可用于不带离合器的变排量压缩机，有利于汽车轻量化设计等特点。

Description

一种变排量压缩机用电磁控制阀

技术领域

本发明涉及一种适用于控制变排量压缩机排放容量的电磁控制阀。

背景技术

汽车空调制冷***主要包括将在汽车空调制冷循环中流动的冷媒而使其成为高温高压的气体冷媒并排出的压缩机、使该气体冷媒冷凝的冷凝器、通过使其低成为低温低压冷媒的膨胀阀及以及对车内空气进行蒸发制冷的蒸发器，在蒸发器中蒸发后的冷媒再次返回到压缩机形成制冷循环。

汽车空调压缩机是汽车空调制冷***的心脏，其由发动机直连驱动，因此不能控制压缩机旋转速度。为了提供一个不受发动机转速影响得到合适的冷却能力，因此提出采用能够改变压缩容量的可变容量压缩机。

该压缩机主要由往复运动的活塞、带动活塞运动的斜盘和一套铰接机构组成。通过改变斜盘的倾角来改变活塞的行程，由此调整压缩机排放量。当曲轴箱压力Pc增加时，对绞支点产生的力矩使斜盘倾角减小，压缩机最小容量工作；当Pc压力减小时，斜盘倾角增大，压缩机最大容量工作。

通常变排量压缩机工作时，其排出压力Pd数值较大而且会随着工况的变化化而变化因此设计阀部件时因尽量消除排气压力Pd对阀芯的影响。电磁铁部件，其在通电后会产生一个驱动阀芯运动的电磁力。同样的，感压部件也会因吸气压力Ps的变化而产生一个驱动阀芯运动的力。部分变排量压缩机取消了电磁离合器，对于这样的变排量压缩机，无论汽车空调***是开是关，变排量压缩机一直随发动机一起运转。因此当汽车空调***处于关闭状态时，电磁控制阀必须保证此时变排量压缩机能够以最小排量工作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供了一种结构合理，提高控制精度，可用于不带离合器的变排量压缩机，不仅有利于减少电磁离合器吸合或脱离对发动机工作的影响，也有利于汽车轻量化设计的变排量压缩机用电磁控制阀。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种变排量压缩机用电磁控制阀，它主要由布置在同一轴线上的阀部件、电磁铁部件和感压部件三部分组成，其中电磁铁部件被设置在阀部件和感压部件之间，所述的阀部件包括有阀体，设于阀体中的阀芯，该阀体的下端部开口端通过过盈配合连接有阀芯支撑板，所述阀芯的下端部容纳于阀芯支撑板的中间通孔中,所述的阀体内腔设置有若干通孔，该若干通孔用于连通排气压力、吸气压力以及曲柄压力；

所述电磁部件在通电后会产生一个驱动上方相邻布置的阀芯运动的电磁力；

所述感压部件也会因为吸气压力的变化产生一个驱动阀芯运动的力。

本发明优选的是：所述的阀芯由上部的大端和下部的小端连体而成，其中上部的大端容纳于阀体内腔中，小端的端部容纳于阀芯支撑板中间通孔中；阀芯支承板设置有一斜面，此斜面与阀体上的一直角边相接触。

所述的阀芯上下两端各设置有配置一O型圈的密封槽，所述阀芯上方的阀体内腔中安置有一紧压于阀芯的调压弹簧，该调压弹簧的上面安装有一通过螺纹旋接在阀体上并可旋进旋出调节所述调压弹簧压力的调节座。

本发明优选的是：所述的阀体下端通过过盈配合连接有一连接座，并通过该连接座使阀部件与电磁铁部件连接在一起；所述的电磁阀部件包括一通电后产生周围磁场的线圈组件，该线圈组件被设置在线圈外壳内,在该线圈外壳内还包括有导磁体、静芯铁和动芯铁，所述的线圈外壳的上端部固定相接有所述的连接座，一隔磁环的上端与连接座的下部通过激光焊接在一起，下端通过激光焊接于下方中间的静铁芯，动铁芯置于静铁芯的上方并被容纳于连接座和隔磁环的中心孔道中，并可沿上方阀芯支撑板的方向轴向运动。

本发明优选的是：所述的静芯铁和动芯铁之间设置有产生电磁力的工作间隙，该工作间隙中设置有一用于控制工作间隙最小宽度的限位环；

静芯铁内部中空腔体内加工有一用于容纳C型挡圈的槽，一锥形弹簧的大端相抵于所述述C型挡圈，其小端通过抵压在传动杆，并通过传动杆上部相接的传动管连接上方的动芯铁，且所述锥形弹簧向上的弹簧力在未通电的情况下，动芯铁始终相抵于阀芯支承板并迫使阀芯保持在所设定的上极限位置，使得阀口保持在所设定的最大开度；

所述传动杆下抵于下部感压部件的弹簧座上，所述的感压部件包括一安装在线圈外壳内下部的膜盒外壳，该膜盒外壳的上端部与膜片和静铁芯连接在一起，膜盒外壳的中间孔道中置有感压弹簧，该感压弹簧的下端抵压在旋接于膜盒外壳中间孔道下端的调压座或由拉伸成型的套筒状膜盒外壳底面上，上端部抵压在一紧挨上方膜片的弹簧座上。

本发明优选的是：所述的动芯铁内部加工有交叉连通的两个孔，传动杆内部也加工有交叉连通的两个孔，上述孔与传动管一起构成了一个用于将吸气压力引入至感压部件处的气体通道；

所述的感压弹簧中间设置有一根用于引导弹簧座做轴向运动的导向杆，该导向杆的一端容纳于弹簧座内部孔中，另一端容纳于调节座内部孔中。

本发明具有以下优点：

一是阀芯两端分别容纳于阀体和阀芯支承板内部孔中，保证了阀芯运动的稳定顺畅；

二是消除了排气压力Pd对于阀芯的影响，提升了电磁控制阀的控制精度；

三是O型圈的使用一则可以减少内泄漏，保证变排量压缩机有较高的容积效率，二是可以增大阀芯的阻尼，降低阀芯发生共振异响的概率；

四是本发明可用于不带离合器的变排量压缩机，不仅有利于减少电磁离合器吸合或脱离对发动机工作的影响，也有利于汽车的轻量化设计。

附图说明

图1是本发明所述电磁控制阀的结构剖面示意图。

图2是本发明所述阀部件的结构示意图。

图3是图2所示密封处放大示意图。

图4是本发明所述阀部件内部气流方向示意图。

图5是本发明所述电磁铁部件内部气体通道的示意图。

图6是本发明所述感压部件的结构示意图。

图7是本发明所述另一种感压部件的结构示意图。

具体实施方式：

为了使本领域的人员更好的理解本发明的方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参考图1所示，本发明所述的一种变排量压缩机用电磁控制阀，它主要由布置在同一轴线上的阀部件、电磁铁部件和感压部件三部分组成，其中电磁铁部件被设置在阀部件和感压部件之间，所述的阀部件1包括有阀体16，设于阀体16中的阀芯15，该阀体16的下端部开口端通过过盈配合连接有阀芯支撑板17，所述阀芯15的下端部容纳于阀芯支撑板17的中间通孔中,所述的阀体16内腔设置有若干通孔18，该若干通孔18用于连通排气压力Pd、吸气压力Pc以及曲柄压力Pc；

所述电磁部件2在通电后会产生一个驱动上方相邻布置的阀芯15运动的电磁力；

所述感压部件3也会因为吸气压力Ps的变化产生一个驱动阀芯15运动的力。

本发明优选的实施例是：所述的阀芯15由上部的大端和下部的小端连体而成，其中上部的大端容纳于阀体16内腔中，小端的端部容纳于阀芯支撑板17中间通孔中；阀芯支承板17设置有一斜面，此斜面与阀体16上的一直角边相接触。

所述的阀芯15上下两端各设置有配置一O型圈13的密封槽，所述阀芯15上方的阀体内腔中安置有一紧压于阀芯15的调压弹簧12，该调压弹簧12的上面安装有一通过螺纹旋接在阀体16上并可旋进旋出调节所述调压弹簧12压力的调节座11。

本发明优选的实施例是：所述的阀体16下端通过过盈配合连接有一连接座21，并通过该连接座21使阀部件1与电磁铁部件2连接在一起；所述的电磁阀部件2包括一通电后产生周围磁场的线圈组件20，该线圈组件20被设置在线圈外壳25内,在该线圈外壳25内还包括有导磁体26、静芯铁23和动芯铁24，所述的线圈外壳25的上端部固定相接有所述的连接座21，一隔磁环22的上端与连接座21的下部通过激光焊接在一起，下端通过激光焊接于下方中间的静铁芯23，动铁芯24置于静铁芯23的上方并被容纳于连接座21和隔磁环22的中心孔道中，并可沿上方阀芯支撑板17的方向轴向运动。

所述的静芯铁23和动芯铁24之间设置有产生电磁力的工作间隙291，该工作间隙291中设置有一用于控制工作间隙最小宽度的限位环292；

静芯铁23内部中空腔体内加工有一用于容纳C型挡圈282的槽，一锥形弹簧281的大端相抵于所述述C型挡圈282，其小端通过抵压在传动杆272，并通过传动杆272上部相接的传动管271连接上方的动芯铁24，且所述锥形弹簧281向上的弹簧力F3在未通电的情况下，动芯铁24始终相抵于阀芯支承板17并迫使阀芯15保持在所设定的上极限位置，使得阀口19保持在所设定的最大开度；

图6、7所示，所述传动杆272下抵于下部感压部件3的弹簧座上，所述的感压部件包括一安装在线圈外壳25内下部的膜盒外壳35，该膜盒外壳35的上端部与膜片31和静铁芯23连接在一起，膜盒外壳35的中间孔道中置有感压弹簧36，该感压弹簧36的下端抵压在旋接于膜盒外壳35中间孔道下端的调压座34或由拉伸成型的套筒状膜盒外壳35底面上，上端部抵压在一紧挨上方膜片31的弹簧座32上。

所述的动芯铁24内部加工有交叉连通的两个孔，传动杆272内部也加工有交叉连通的两个孔，上述孔与传动管271一起构成了一个用于将吸气压力Ps引入至感压部件3处的气体通道；

所述的感压弹簧36中间设置有一根用于引导弹簧座32做轴向运动的导向杆33，该导向杆33的一端容纳于弹簧座32内部孔中，另一端容纳于调节座34内部孔中。

实施例：图1是本发明所述电磁控制阀的结构示意图。电磁控制阀主要由布置在同一轴线上的阀部件1、电磁铁部件2和感压部件3三部分组成。阀部件1通常设置有若干气体通道用于引入排气压力Pd、吸气压力Ps以及斜盘腔压力Pc。通过控制阀芯15的轴向运动来控制排气压力Pd与斜盘腔压力Pc之间的气体通道的大小19从而实现对斜盘腔压力Pc的调节。电磁铁部件2在通电后会产生一个驱动阀芯15运动的电磁力。同样的，感压部件3也会因为吸气压力Ps的变化产生一个驱动阀芯15运动的力。

图2、3是本发明所述阀部件1的结构示意图。其中阀体16和阀芯支承板17通过过盈配合连接在一起，为了提高两者连接的可靠性，可以在阀体16下端面压铆若干点。阀芯支承板17设置有一斜面，此斜面与阀体16上的一直角边相接触，如此可以提高两者之间密封的可靠性。

阀芯15大端容纳于阀体16内部孔中，小端容纳于阀芯支承板17内部孔中，如此即使阀芯15设计的比较短，也可以保证阀芯15在运动时获得比较好的支承。较短的阀芯15可以使阀部件1结构更紧凑，占用空间更小，同时也降低了阀芯15自身以及与之配合的阀体16的工艺难度。

O型圈13和O型圈14被设置于阀芯15两端的密封槽中，O型圈13用于阻隔第一腔室Pc与第二腔室Pd之间的气体流动，O型圈14用于阻隔第三腔室Pc与第四腔室Ps之间的气体流动。其优点一是可以保证变排量压缩机获得比较高的容积效率，二是O型圈受挤压后产生的对阀芯15的力可以提高阀芯15的阻尼，减小了阀芯15在运动中发生共振异响的概率。

调压弹簧12赋予阀芯15一个如图所示向下的力，调节座11通过螺纹配合与阀体16相连接，并通过螺纹的旋进旋出来调节的大小。

电磁铁部件2，其在通电后会产生一个驱动阀芯15运动的电磁力，下面结合图1来具体说明其结构。

线圈组件20，其在通电后会在周围产生一个磁场。围绕在线圈组件20内外的连接座21、线圈外壳25、导磁体26、膜盒外壳35、静芯铁23以及动芯铁24被此磁场磁化后会在上述零件内部形成一个磁感线回路。

连接座21，其作用是将阀部件1与电磁铁部件2连接在一起，如图1所示，其上端与阀体16下端通过过盈配合连接在一起，阀体16压入连接座21后可对连接座21进行压铆，阀体16上加工有容纳连接座21压铆变形量的槽，如此可以提高阀体16与连接座21连接的可靠性。

隔磁环22，其一端通过激光焊接与连接座21连接在一起，另一端通过激光焊接与静芯铁23连接在一起，激光焊接可以保证连接处获得优异的气密性与耐压性。

动芯铁24被容纳于连接座21、隔磁环22、静芯铁23、阀体16以及阀芯支承板17组成的空间内部并被允许沿着上述空间的轴线方向运动。

工作气隙291设置在静芯铁23与动芯铁24之间，工作气隙291处产生的电磁力F2总是朝着减小工作气隙291宽度的方向，如图1所示，此处线圈对动芯铁24的电磁力F2方向为向下。上述隔磁环22采用奥氏体不锈钢拉伸而成，成型后需做消磁处理，以保证尽可能多的磁感线从工作气隙291经过。工作气隙291中设置有一铜合金制成的限位环292，其用于控制气隙291的最小宽度。

静芯铁23内部加工有一槽用于容纳C型挡圈282。锥形弹簧281，其大端相抵于上述C型挡圈282，其小端通过传动杆272和传动管271赋予动芯铁24一个如图1所示向上的弹簧力F3。上述力F3恒大于弹簧12赋予阀芯15的力F1，所以在未通电情况下，动芯铁24始终相抵于阀芯支承板17并迫使阀芯15保持在所设定的上极限位置，即使得阀口19保持在所设定的最大开度。同时当线圈通电后，向下的电磁力F2克服上的弹簧力F3使得动芯铁24、传动管271和传动杆272相抵于感压部件3。此时感压部件3因吸气压力Ps的变化而产生的力便可以通过传动杆272、传动管271和动芯铁24作用在阀芯15上。故上述锥形弹簧281具有离（不通电）合（通电）感压部件3的作用。

动芯铁24内部加工有交叉连通的两个孔，传动杆272内部也加工有交叉连通的两个孔。上述孔与传动管271一起构成了一个气体通道用于将吸气压力Ps引入至感压部件3处，详见图5。

感压部件3，其作用是感受吸气压力Ps的变化而产生一个驱动阀芯运动的力。为了消除温度、海拔等因素对感压部件3精度的影响，本发明此处采用真空膜盒形式，下面结合图6来具体说明其结构。

膜盒外壳35用于容纳感压部件3的其余零件，通过激光焊接将其与膜片31以及静芯铁23连接在一起。膜片31，其作为具体的感压零件，一侧受到一个来自吸气压力Ps的力F4，另一侧受到一个来自感压弹簧36的力F5。弹簧座32用于传递感压弹簧36对膜片31的力F5，调节座34通过螺纹配合与膜盒外壳35相连接，并通过螺纹的旋进旋出来调节F5的大小，调整到位后需在真空环境下用激光焊接将其与膜盒外壳35焊死。导向杆33，一端容纳于弹簧座32内部孔中，另一端容纳于调节座34内部孔中，其作用是引导弹簧座32做轴向运动。

下面介绍一下本发明作为不带离合器的变排量压缩机（以下简称压缩机）的控制元件时的具体工作原理。

汽车启动后，压缩机便在发动机的驱使下处于不停运转状态。当车内人员未开启汽车空调开关时，阀芯15受到一个上述向下的弹簧力F1和上述向上的弹簧力F3且F3＞F1，F3驱使阀芯向上运动并保持在所设定的上极限位置，即使得阀口19保持在所设定的最大开度。此时斜盘腔压力Pc处于一个较高的数值，压缩机维持在最小排量状态下工作。

当车内人员开启汽车空调后，线圈通电后会对动芯铁24产生一个向下的电磁力F2，F2克服上述向上的弹簧力F3使得动芯铁24、传动管271和传动杆272相抵于膜片31。同时阀芯15在上述向下的弹簧力F1的驱使下向下运动并相抵于动芯铁24，阀口19减小。由于压缩机上加工有连通斜盘腔和吸气腔的节流孔，故此时斜盘腔压力Pc会下降，斜盘倾角增大，压缩机排量增大。

当压缩机以一定排量工作一段时间后，车内温度下降，吸气压力Ps随之下降，膜片31受到的来自吸气压力Ps的力F4下降，所以膜片31会在弹簧力F5的作用下向上膨胀，通过传动杆272、传动管271和动芯铁24驱使阀芯15向上运动，阀口19增大，斜盘腔压力Pc增大，斜盘倾角减小，压缩机排量减小。

Claims (5)

1.一种变排量压缩机用电磁控制阀，它主要由布置在同一轴线上的阀部件、电磁铁部件和感压部件三部分组成，其中电磁铁部件被设置在阀部件和感压部件之间，其特征在于所述的阀部件（1）包括有阀体（16），设于阀体（16）中的阀芯（15），该阀体（16）的下端部开口端通过过盈配合连接有阀芯支撑板（17），所述阀芯（15）的下端部容纳于阀芯支撑板（17）的中间通孔中,所述的阀体（16）内腔设置有若干通孔（18），该若干通孔(18)用于连通排气压力（Pd）、吸气压力（Pc）以及曲柄压力（Pc）；

所述电磁部件（2）在通电后会产生一个驱动上方相邻布置的阀芯（15）运动的电磁力；

所述感压部件（3）也会因为吸气压力（Ps）的变化产生一个驱动阀芯（15）运动的力。

2.根据权利要求1所述的变排量压缩机用电磁控制阀，其特征在于所述的阀芯（15）由上部的大端和下部的小端连体而成，其中上部的大端容纳于阀体（16）内腔中，小端的端部容纳于阀芯支撑板（17）中间通孔中；阀芯支承板（17）设置有一斜面，此斜面与阀体（16）上的一直角边相接触；

所述的阀芯（15）上下两端各设置有配置一O型圈（13）的密封槽，所述阀芯（15）上方的阀体内腔中安置有一紧压于阀芯（15）的调压弹簧（12），该调压弹簧（12）的上面安装有一通过螺纹旋接在阀体（16）上并可旋进旋出调节所述调压弹簧（12）压力的调节座（11）。

3.根据权利要求1或2所述的变排量压缩机用电磁控制阀，其特征在于所述的阀体（16）下端通过过盈配合连接有一连接座（21），并通过该连接座（21）使阀部件（1）与电磁铁部件（2）连接在一起；所述的电磁阀部件（2）包括一通电后产生周围磁场的线圈组件（20），该线圈组件（20）被设置在线圈外壳（25）内,在该线圈外壳（25）内还包括有导磁体（26）、静芯铁（23）和动芯铁（24），所述的线圈外壳（25）的上端部固定相接有所述的连接座（21），一隔磁环（22）的上端与连接座（21）的下部通过激光焊接在一起，下端通过激光焊接于下方中间的静铁芯（23），动铁芯（24）置于静铁芯（23）的上方并被容纳于连接座（21）和隔磁环（22）的中心孔道中，并可沿上方阀芯支撑板（17）的方向轴向运动。

4.根据权利要求3所述的变排量压缩机用电磁控制阀，其特征在于所述的静芯铁（23）和动芯铁（24）之间设置有产生电磁力的工作间隙（291），该工作间隙（291）中设置有一用于控制工作间隙最小宽度的限位环（292）；

静芯铁（23）内部中空腔体内加工有一用于容纳C型挡圈（282）的槽，一锥形弹簧（281）的大端相抵于所述述C型挡圈（282），其小端通过抵压在传动杆（272），并通过传动杆（272）上部相接的传动管（271）连接上方的动芯铁（24），且所述锥形弹簧（281）向上的弹簧力（F3）在未通电的情况下，动芯铁（24）始终相抵于阀芯支承板（17）并迫使阀芯（15）保持在所设定的上极限位置，使得阀口（19）保持在所设定的最大开度；

所述传动杆（272）下抵于下部感压部件（3）的弹簧座上，所述的感压部件包括一安装在线圈外壳（25）内下部的膜盒外壳（35），该膜盒外壳（35）的上端部与膜片（31）和静铁芯（23）连接在一起，膜盒外壳（35）的中间孔道中置有感压弹簧（36），该感压弹簧（36）的下端抵压在旋接于膜盒外壳（35）中间孔道下端的调压座（34）或由拉伸成型的套筒状膜盒外壳（35）底面上，上端部抵压在一紧挨上方膜片（31）的弹簧座（32）上。

5.根据权利要求4所述的变排量压缩机用电磁控制阀，其特征在于所述的动芯铁（24）内部加工有交叉连通的两个孔，传动杆（272）内部也加工有交叉连通的两个孔，上述孔与传动管（271）一起构成了一个用于将吸气压力（Ps）引入至感压部件（3）处的气体通道；

所述的感压弹簧（36）中间设置有一根用于引导弹簧座（32）做轴向运动的导向杆（33），该导向杆（33）的一端容纳于弹簧座（32）内部孔中，另一端容纳于调节座（34）内部孔中。