CN1174938A - 可变容量压缩机及其组装方法 - Google Patents
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Abstract
压缩机具有带汽缸筒(11a)的汽缸体(11),安装在汽缸体(11)第一端上的第一外壳(12),安装在汽缸体(11)第二端上的外壳(13),形成在汽缸体(11)和第二外壳(13)间的曲轴室(15)在曲轴室(15)内由驱动轴(16)驱动的斜盘(22),受斜盘驱动的活塞(35)。驱动斜盘(22)根据曲轴室(15)内的压力和汽缸筒(11a)内的压力差,可在最大倾角位置和最小倾角位置间摆动。汽缸体(11)具有开设在第一端及第二端上的容纳孔(27),隔断体(28)容纳在该容纳孔(27)内并可沿驱动轴(16)的轴线方向移动。其特征在于容纳孔(27)的内径在其全长上是一相同的,隔断体(28)从汽缸体(11)的第二端侧可取出或***容纳孔(27)内。
Description
本发明涉及通过变更斜盘的倾角来控制排出量的可变容量压缩机及其组装方法。更详细地说,涉及具有使斜盘定位于最小倾角位置且防止气体从外部回路流入压缩机的隔断体的可变容量压缩机及其组装方法。
通常,在可变容量压缩机中,由驱动轴支承的可倾动的斜盘的倾角根据曲轴室内的压力和汽缸筒内的压力差而变化。汽缸筒内的活塞行程量根据斜盘的倾角而变化。这就可改变压缩机的排出容量。排出室通过供给通路连接曲轴室。容量控制阀为了调整曲轴室内的压力,被配置在供给通路的途中,控制从排出室供给曲轴室的制冷剂气体量。曲轴室内的压力和汽缸内的压力差基于控制阀对曲轴室内的压力调整而变化。
上述可变容量压缩机进一步具有在排出容量为最小时防止气体从外部制冷剂回路流入压缩机的隔断体。如图7所示,在汽缸体111的中心贯通形成容纳孔112。后端闭塞的圆筒状隔断体114可滑动地容纳在容纳孔112内。该容纳孔112具有容纳隔断体114的大径部112a和形成在容纳孔112后端上的小径部112b。台阶部11 2c形成在大径部112a和小径部112b之间的边界处。在隔断体114组装到容纳孔112内之际,隔断体114从汽缸体111的前侧(图7的左侧)***大径部112a。
后腔120通过圆头钢板121与汽缸体111的后端面接合。后腔120具有连接外部制冷剂回路(图中未示出)的吸入通路113。吸入通路113通过容纳孔112与后腔120内的吸入室122连通。定位面123形成在容纳孔112和吸入通路间的圆头钢板121上。螺旋弹簧115配置在容纳孔112的台阶部112c和隔断体114之间。弹簧115朝着使隔断体114从隔断体114分离的方向施加弹力。
径向轴承116固定在隔断体114的内周面上。驱动轴117的后端部***径向轴承116内并受其支承。径向轴承116可相对驱动轴117滑动。推力轴承119安装在驱动轴117上的斜盘118和隔断体114的前端间的驱动轴117上并可朝轴线方向移动。
隔断体114与斜盘118连动,沿驱动轴117的轴线移动。具体地说,斜盘118的倾角成最大,压缩机的排出量最大时,如图7实线所示,隔断体114配置在容许联通吸入通路113和吸入室122的开放位置上。因此,制冷剂气体通过吸入通路从外部制冷剂回路流入吸入室122内,制冷剂气体在压缩机和外部制冷剂回路间循环。
斜盘118随其倾角变小而向后方移动。斜盘118随着向后方移动,通过推力轴承119向后方压隔断体114。因此,隔断体114抵抗弹簧115的弹力向定位面123移动。斜盘118的倾角达到最小,压缩机的排出容量成为最小时,如图7二点虚线所示,隔断体114的后端面与定位面123接触。由于接触,隔断体114位于隔断吸入通路113和吸入室122连通的关闭位置上,同时斜盘118被定位在预定的最小倾角位置上。
图7所示的压缩机的容纳孔112具有大径部112a和小径部112b,台阶部112c设置大径部112a和小径部112b之间的边界处。这样,在汽缸体111上加工容纳孔112非常麻烦,会提高加工成本。
构成压缩机的各部件的大小在规定公差内均有误差。另外,这些部件组装起来时,与其它部件的位置关系在规定的公差内会出现误差。这些误差对于完成后的压缩机而言各不相同。而且,当这些误差积累起来时,完成后的各压缩机整体误差将不能忽略。例如,隔断体114与定位面123接触时的斜盘11的最小倾角位置偏离预定位置。而且其偏离量对于完成后压缩机而言各不相同。这对各压缩机来说,在最小容量运转时的排出容量会出现偏差。当斜盘118的最小倾角位置比预定的位置偏向最大倾角位置侧时,压缩机的最小排出容量运转时的排出容量增大,换言之,压缩机以最小排出容量运转时的作功量增加。这就导致外部驱动源的动力损失增大,增加燃料浪费。
可变容量压缩机大多数是在驱动轴117不通过电磁离合器直接与发动机等外部驱动源连接的状态下使用。在这样的无离合器***中,在不制冷时,压缩机以最小排出容量运转。因此,在压缩机以最小排出容量运转时的排出容量的增大也会加大不需制冷时的外部驱动源的动力损失,更加增加燃料消费。
因此,必须把斜盘118的最小倾角位置调整到预定的位置上。因此,也可以把隔断体114或推力轴承119等的部件与别的部件交换。但是,如前所述,容纳孔112在汽缸体111的后端侧有小径部112b。因此,隔断体114从汽缸体111的前侧不能装入容纳孔112内或从其内拆出。因此,在更换隔断体114或轴承119等部件时,必须从汽缸体111的前侧分解压缩机。这就带来部件更换作业非常麻烦且花大量时间。
本发明的目的是提供一种在汽缸体上容易地加工容纳隔断体的容纳孔的可变容量压缩机及其组装方法。
本发明的其它目的是提供一种能够容易地调整驱动斜盘的最小倾角位置的可变容量压缩机及其组装方法。
为了完成上述目的,本发明的压缩机具有带汽缸筒的汽缸体,安装在汽缸体的第一端上的第一外壳,安装在汽缸体的第二端上的第二外壳,形成在汽缸体和第一外壳间的曲轴室,设置在曲轴室内的驱动轴上的驱动斜盘,与驱动斜盘连动的且配置在汽缸筒内的活塞。驱动斜盘将驱动轴的转动变换成活塞在汽缸筒内的往复运动。活塞压缩从与压缩机分开设置的外部回路通过吸入室供给汽缸筒内的气体,同时压缩的气体通过排出室排出给外部回路。驱动斜盘根据曲轴室内的压力和汽缸筒内的压力差,在最小倾角位置和最大倾角位置间倾动。活塞的行程量能够控制压缩机的排出量,并根据驱动斜盘的倾角而变化。汽缸体具有向第一端及第二端开口的容纳孔。隔断体容纳在容纳孔内并可沿驱动轴的轴线方向移动。该隔断体与驱动斜盘的倾动连动,并在第一位置和第二位置间移动。该隔断体在第一位置使外部回路与吸入室连通,在第二位置将外部回路与吸入室隔断。当隔断体配置在第二位置上时,驱动斜盘定位于最小倾角位置上。容纳孔的内径是容许隔断体从汽缸体的第二端可取出或***容纳孔内。
本发明还揭示了上述压缩机的组装方法。该压缩机还具有配置在隔断体和驱动斜盘间的推力轴承和朝着驱动斜盘方向对隔断体施加弹力的弹簧。第一外壳,驱动轴,驱动斜盘及活塞从汽缸体的第一端侧组装在该汽缸体上。在第二外壳安装到汽缸体的第二端上之前,把推力轴承,隔断体及弹簧从汽缸体的第二端侧***容纳孔内。承受弹簧的承受部件安装在汽缸体的第二端侧上。
图1是示出本发明的第实施例的可变容量压缩机整体的截面图;
图2是示出斜盘倾角最大时的压缩机主要部件放大截面图;
图3是示出斜盘倾角最小时的压缩机主要部件放大截面图;
图4是示出第二实施例的可变容量压缩机的部分截面图;
图5是在第三实施例的可变容量压缩机中,示出斜盘处于最大倾角位置的状态的截面图;
图6是示出斜盘倾角最小时的压缩机主要部件截面图;
图7是现有可变容量压缩机的部分截面图。
下面参照附图1至图3说明本发明一个具体实施例的可变容量压缩机。
如图1所示,汽缸体11构成外壳一部分。汽缸体11的前端接合前腔12。汽缸体后端通过圆头钢板14接合后腔13。曲轴室15在汽缸体11前面侧由前腔12的内部形成。
驱动轴16由前腔12及汽缸体11支承并可转动。驱动轴16的前端从曲轴室15向外部突出,皮带轮17顶着该突出部。皮带轮17通过皮带18直接连接到外部驱动源(本实施例中车辆发动机E)上。即,本实施例的压缩机是在驱动轴16和外部驱动源之间不存在离合器的无离合器型可变容量压缩机。皮带轮1 7通过斜轴承由前腔12支承。前腔12通过斜轴承19承受上带轮17作用的轴向载荷及径向载荷。
驱动轴16的前端外周和前腔12之间安装有环形密封圈20。环形密封圈20用以防止曲轴室15内的压力损失。
基本圆形的斜盘22由驱动轴16支承在曲轴室15内,可朝该驱动轴16的轴线方向滑动且可倾动。前端上有一导向球的导向销被固定在斜盘22上。转动体21在曲轴室15内被固定在驱动轴16上并随其一起转动。转动体21具有向着斜盘22侧突出的支承臂24。在支承臂24上形成一对导向孔25。导向销23分别可滑动地***在各自的导向孔25内。支承臂24和导向销23的嵌合使斜盘22随驱动轴16一起转动。此外,支承臂24和导向销23的嵌合沿驱动轴16的轴线方向导向斜盘22的移动及斜盘22的倾动。随着斜盘22向着汽缸体11侧(后方)移动,斜盘22倾角减小。
螺旋弹簧26被配置在转动体21和斜盘之间。该弹簧26用于对斜盘22向后方(减小斜盘22倾角的方向)施加推力。在转动体21的后面上形成突起21a。通过斜盘22与突起21a的接触,限定了不超越预定的最大倾角的倾斜。
如图1-图3所示,在汽缸体11的中心部上穿设了沿驱动轴16的轴线方向延伸的容纳孔27。容纳孔27的内径在其整个全长是相同的。在容纳孔27内容纳了圆筒状隔断体28,隔断体28的一端封闭,在容纳孔27内可沿驱动轴16的轴线方向滑动。把隔断体28安装到容纳孔27内时,隔断体28从汽缸体11的后端侧(图1-图3的右侧)***容纳孔27内。隔断体28具有大径部28a和小径部28b。
驱动轴16的后端部***隔断体28内。大径部28a的内周面通过卡环31固定有由滚针轴承构成的径向轴承30。径向轴承30可相对于驱动轴16滑动。驱动轴16的后端部通过径向轴承30和隔断体28由容纳孔27的内周面可转动地支承着。
容纳孔27的后端部的内周面上形成环状槽27a。具有螺纹连接功能的卡环27b可装拆地安装在环状槽27a内。螺旋弹簧29配置在隔断体28上的大径部28a和小径部28b间的台阶和卡环27b之间。该弹簧29向着斜盘22方向对隔断体28施加推力。该弹簧29的弹力小于上述弹簧26的弹力。
吸入通路32形成在后腔13和圆头钢板14的中心且沿驱动轴16的轴线延伸。吸入通路32构成吸入压区域。吸入通路32的内端与容纳孔27连通。定位面33在吸入通路32的内端开口的周围形成在圆头钢板14上。隔断体28的后端面是与定位面33可接触的。由于隔断体28的后端部面与定位面33接触,因此限定了隔断体28向后方(远离转动体21的方向)移动,同时吸入通路32与容纳孔27被隔断。
推力轴承34在斜盘22和隔断体28之间可朝其轴线方向移动地支承在驱动轴16上。推力轴承34在螺旋弹簧29的弹力作用下,通常被夹紧在斜盘22和隔断体28之间。推力轴承34阻止斜盘22的转动向隔断体28的传递。
斜盘22随着其倾角的缩小而向后方移动。斜盘22随着向后方移动通过推力轴承34向后方压隔断体28。因此,隔断体28抵抗螺旋弹簧29的弹力而向定位面33方向移动。如图3所示,在斜盘22的倾角为最小时,隔断体28的后端面与定位面33接触,隔断体28被配置在隔断吸入通路32和容纳孔27连通的闭锁位置上。
多个汽缸筒11a沿与驱动轴16的轴线平行地延伸贯通在汽缸体11上。各汽缸筒11a等间隔地配置在驱动轴16的轴线周围。单头型活塞35分别容纳在各自的汽缸筒11a内。在各活塞35上嵌入了一对球窝36的半球部,它们可相对摆动。斜盘22由两球窝36的平面部夹持着并可摆动。驱动轴16的转动通过转动体21传递给斜盘22。斜盘22的转动运转通过球窝36变换成活塞35在汽缸筒l1a内的往复运动。
吸入室37形成在后腔13内的中央部上。吸入室37通过连通口45与容纳孔27连通。排出室38形成在吸入室37周围的后腔13内。吸入口39和排出口40形成在圆头钢板14上分别对应于各汽缸筒11a。吸入阀41形成在圆头钢板14上,并分别与各吸入口39对应。排出阀42形成在圆头钢板14上分别与各排出口40对应。
当各活塞35在汽缸筒11a内从上死点向下死点移动时,吸入室37内的制冷剂气体从吸入口39推开吸入阀41流入各汽缸筒11a内。各活塞35在汽缸体11a内从下死点向上死点移动时,在各汽缸筒11a内压缩制冷剂气体,这些气体从排出口40推开排出阀42而被排入到排出室38内。排出阀42因与圆头钢板14上的止动器43接触,而限定了其开放量。
在转动体21和前腔12之间配置推力轴承44。推力轴承44通过活塞35和斜盘22接受作用于转动体21上的压缩反力。
放压通路46在形成驱动轴16内。放压通路46具有在环形密封圈20的附近的向曲轴室开15开口的入口46a和向隔断体28内部开口的出口46b。放压孔47形成在隔断体28的后端部的周面上。放压孔47连通隔断体28内部和容纳孔27。
为了连通排出室38和曲轴室15,在后腔13,圆头钢板14及汽缸体11上形成供给通路48。容量控制阀49安装在后腔13上供给通路48的中途。为了将吸入压力Ps导向控制阀49内,在吸入通路32和控制阀49之间的后腔13上形成导入通路50。
排出室51形成在汽缸体11上连通排出室38。外部制冷剂回路52连接排出口51和吸入通路32。在外部制冷剂回路52上设置冷凝器53、膨胀阀54和蒸发器55。膨胀阀54根据蒸发器55的出口侧的制冷剂气体的温度变动来调整制冷剂的流量。在蒸发器55的附近设置温度传感器56。温度传感器56检测蒸发器55的温度,根据检测出的温度,向控制计算机57输出信号。该计算机57连接包含室温设定器58,室温传感器59,空调装置动作开关60及发动机转动速度传感器61等各种装置。搭乘者通过设定器58设定所希望的室温即目标温度。
计算机57根据例如通过室温设定器58预定的室温、从温度传感器56得到的检测温度、从室温传感器59得到的检测温度、及动作开关60的接通乇兆刺,从发动机转动速度传感器61得到的发动机转动速度等的各种信息,指令驱动电路62向控制阀49供给应该的电流值。驱动电路62向后述的控制阀49的螺线管65的线圈输出指令的电流值。设定各控制阀供给的电流值的信号也可以包括车箱外温度等,即上述信号以外的信号。
如图1-图3所示,控制阀49具有相互接合的外壳64和螺线管65。阀室66形成在外壳64和螺线管65之间。该阀室66通过第一口70和供给通路48连接排出室38。阀室66内配置阀体67。阀孔68形成在外壳64上,沿外壳64的轴线方向延伸且向阀室66的内端面开口。阀孔68开口的周围形成与阀体67的端面可接触的阀座。第一螺旋弹簧69应该朝打开阀孔68的方向推动阀体67地配置在阀体67和阀室66的内端面之间。
感压室71形成在外壳64内的上部。该感压室71通过第二口72及导入通路50连接吸入通路32。波纹管73配置在感压室71的内部。第一导向孔74形成在感压室17和阀孔68之间的外壳64上,并位于与阀孔68同一轴线上。连接波纹管73和阀体67的第一棒75***第一导向孔74内并可沿其轴线方向摆动。第一棒75通过阀孔68的部分直径较小。这确保允许制冷剂气体通过第一棒75和阀孔68之间的间隙。
第三口76形成在阀室66和感压室71之间的外壳64上朝与阀孔68垂直的方向延伸。阀孔68通过第三口76和供给通路48与曲轴室15连接。因此,第一口70,阀室66,阀孔68和第三孔76形成供给通路48的一部分。
上端开口的容纳孔77形成在螺线管65的中心部上。固定铁心78可堵住容纳孔77的开口地嵌合固定在其开口内。通过使固定铁心78嵌合容纳孔77的开口,在容纳孔77内形成间隔的容纳室79。铁制圆筒形滑阀80一端闭塞,容纳在容纳室79内并在其内作往复运动。在滑阀80和容纳孔77的内底面之间安装第二螺旋弹簧81。该第二螺旋弹簧81的弹力比第一螺旋弹簧69的弹力小。
第二导向孔82形成在容纳室79和阀室66之间的固定铁心78上。与阀体67的下端一体形成的第二棒83***在第二导向孔82内并可沿其轴线方向摆动。第一弹簧69向下方推阀体67。第二弹簧81向上方推滑阀80。因此,第二棒83的前端通常与滑阀80接触。换言之,阀体67通过第二棒83与滑阀80一起移动。
圆筒状线圈63配置在固定铁心78和滑阀80的周围。根据计算机57的指令,从驱动电路62向该线圈63供给规定的电流值。
配置在上述斜盘22和隔断体28之间的推力轴承34由滚动轴承例如滚针轴承构成。该轴承34具有前侧滚针座圈34a,后侧滚针座圈34b以及夹在两座圈间的多个滚针34c。后侧座圈34b具有调整斜盘22的最小倾角位置的调整部件的功能。可以使用厚度不同的多种后侧座圈34。
容纳隔断体28的容纳孔27的内径在其整个全长上是相同的。推力轴承34,隔断体28及弹簧29在圆头钢板14及后腔13安装到汽缸体11上之前,从汽缸体11的后端侧***容纳孔27内。之后,通过将卡环27b嵌入环状槽27a内,推力轴承34,隔断体28及弹簧29安装完毕。
下面,对如上构成的可变容量压缩机的动作进行说明。
在动作开关处于接通状态下,由室温传感器59检测出的车箱内的温度高于通过室温设定器58设定的值时,计算机57向驱动电路62指令使螺线管65励磁。于是,通过驱动电路62向线圈63供给规定的电流值。这在固定铁芯78和滑阀80之间产生与供给电流值对应的吸收力。该吸收力通过第二棒83传递给阀体67。因此,阀体67抵抗第一弹簧的弹力,被推向关闭阀孔68的方向。另一方面,波纹管73对应于从吸入通路32通过导入通路50导入感压室71内的吸入压Ps的变动而变位。波纹管73在吸入压Ps越高,就越收缩,使阀体朝关闭阀孔68的方向移动。
因此,阀体67对阀孔68的开放量取决于作用于阀体67上的多个力的平衡,具体地说,取决于来自螺线管65的施加力,来自波纹管73的施加力,第一弹簧69的弹力及第二弹力81的弹力的平衡。
在制冷负荷较大时,例如,由室温传感器59检测出的温度和由室温设定器58设定的温度差较大。计算机57指令驱动电路62在检测温度和设定温度差越大时向控制阀49的线圈供给的电流值也越大。因此,固定铁芯78和滑阀80间的吸收力增强,将阀体67推向阀孔关闭方向的力增大。从而,设定使阀体67向阀孔68关闭方向移动时所必需的吸入压Ps为较低的值。因此,阀体67根据更低的吸入压Ps进行动作,来调整阀孔68的开放量。换言之,控制阀49随着供给的电流值的增大,以保持更低的吸入压Ps方式进行动作。
当阀体67使阀孔68的打开量为较小时,从排出室38经供给通路48供给曲轴室1 5的制冷剂气体的量也少。另一方面,曲轴室15内的制冷剂气体经放压通路46及放压孔47流向吸入室37。因此,曲轴室15内的压力Pc下降。另外,在制冷负荷大的状态下,由于吸入压Ps高,汽缸筒11a内的压力也增高。因此,曲轴室15内的压力Pc和汽缸筒11a的压力差变小,斜盘22的倾角增大,压缩机以大排出量运转。
当控制阀49的阀体67完全关闭阀孔68时,供给通路48被关闭,从排出室38不向曲轴室15供给高压制冷剂气体。因此,曲轴室15内的压力Pc与吸入室37内的低压力Ps基本相同。从而,如图1及图2所示,斜盘22的倾角为最大,压缩机以最大排出量运转。斜盘22因与转动体21的突起21a接触,因此限定成倾斜不超过预定的最大倾角。
相反,在制冷负荷较小时,例如,由室温传感器59检测出的温度和由室温设定器58设定的温度差较小。计算机57指令驱动电路62在检测温度和设定温度差越小时向控制阀49的线圈供给的电流值也越小。因此,固定铁芯78和滑阀80间的吸收力减小,将阀体67推向阀孔关闭方向的力减小。从而,设定使阀体67向阀孔68关闭方向移动时所必需的吸入压Ps为较高的值。因此,阀体67根据更高的吸入压Ps进行动作,来调整阀孔68的开放量。换言之,控制阀49随着供给的电流值的减小,以保持更高的吸入压Ps方式进行动作。
当阀体67使阀孔68的打开量为较大时,从排出室38经供给通路48供给曲轴室15的制冷剂气体的量也多。曲轴室15内的压力Pc上升。在制冷负荷较小的状态下,由于吸入压Ps较低,因此汽缸筒11a内的压力也下降。因此,曲轴室15内的压力Pc和汽缸筒11a内的压力差增大,如图3所示,斜盘22的倾角减小,压缩机以小排出量运转。在制冷负荷基本接近于没有的状态下,外部制冷剂回路52上的蒸发器55的温度朝着接近于开始结霜的温度继续下降。当由温度传感器56检测出的温度低于开始结霜的温度时,计算机57向驱动电路62指令对螺线管65消磁。于是,驱动电路62为了消磁而停止向线圈63通电。基结果是,固定铁芯78和滑阀80之间不产生吸收力。如图3所示,阀体67在第一弹簧69的弹力作用下,抵抗通过滑阀80和第二棒83作用的第二弹簧81的弹力,朝使阀孔68开放的方向移动。其结果是,从排出室38向曲轴室15供给的制冷剂气体量进一步增多,曲轴室15内的压力Pc进一步上升。因此,斜盘22的倾角成为最小,压缩机以最小排出量运转。
当动作开关60处于关闭时,计算机57指令驱动电路62对螺线管65消磁。因此,斜盘22的倾角为最小。
如上所述,控制阀49的阀体67的供给线圈63的电流值越大,其根据低吸入压Ps进行动作来调整阀孔68的开放量,供给线圈63的电流值越小,其根据高吸入压Ps进行动作来调整阀孔68的开放量。压缩机控制斜盘22的倾角,以维持吸入压Ps为目标吸入压,调整排出容量。因此,控制阀49根据供给的电流值,担负起将吸入压Ps变更为目标压的任务。具有这样控制阀49的压缩机担负起变更空调装置的制冷能力的任务。
与斜盘22的倾动连动的隔断体28随着斜盘22的倾角减少,慢慢使从吸入通路32至吸入室37之间的气体流路的截面变小。这样就慢慢减少了从吸入通路32流入吸入室37内的制冷剂气体量。因此,从吸入室37吸入汽缸筒11a内的制冷剂气体量也慢慢减少,排出量也慢慢减少。因此,排出压力Pd慢慢减少,压缩机驱动所需的转矩也慢慢减少。于是,排出量从最大到最小时,转矩在短时间内没有大的变动,随着转矩变动产生的冲击得到了缓和。
如图3所示,当斜盘22的倾角成为最小时,隔断体28与定位面33接触。当隔断体与定位面33接触时,斜盘22定位于最小倾角位置,同时吸入通路与吸入室37断开。因此,制冷剂气体从外部制冷剂回路不流入吸入室37内,在外部制冷剂回路52和压缩机之间流动的制冷剂气体停止循环。
选择好压缩机上使用的上述推力轴承34的后侧滚针座圈34b,以便于把斜盘22的最小倾角变更为比0度稍大一些的规定值。另外,使斜盘22配置在与驱动轴16的轴线垂直的平面上时的角度为0度。因此,即使斜盘22的倾角成为最小,制冷剂气体仍从汽缸筒11a排出到排出室38,压缩机以最小排出量运转。从汽缸筒11a排出给排出室38的制冷剂气体通过供给通路48流入曲轴室15内。曲轴室15内的制冷剂气体通过放压通路46,放压孔47及吸入室37再次被吸入汽缸筒11a内。即在斜盘22的倾角为最小的状态下,制冷剂气体沿着排出室38,供给通路48,曲轴室15,放压通路46,放压孔47,吸入室34及汽缸筒11a的压缩机内循环通路进行循环。随着循环进行,制冷剂气体内所含的润滑油润滑了压缩机内的各部件。
在动作开关60处于接通状态且斜盘22维持最小倾角的状态下,当随着车箱内的温度上升而增大制冷负荷时,由室温传感器59检测出的温度比室温设定器58设定的温度高。计算机57根据该检测出的温度上升,对驱动电路62发出指令使螺线管65励磁。当螺线管65励磁时,供给通路48被关闭,排出室38内的制冷剂气体不供给曲轴室15。曲轴室15内的制冷剂通过放压通路46及放压孔47流向吸入室37。因此,曲轴室15内的压力Pc逐渐下降,斜盘22从最小倾角向最大倾角移动。
随着斜盘22的倾角增大,隔断体28在弹簧29的弹力作用下慢慢离开定位面33。伴随着从吸入通路至吸入室37间的气体流路的截面积慢慢变大。这就使从吸入通路32流入吸入室37内的制冷剂气体的量慢慢增大。因此,从吸入室37吸入汽缸筒11a内的制冷剂气体量也慢慢增大,排出量慢慢增大。因此,排出压力Pd慢慢增大,压缩机驱动所需的转矩也慢慢增大。于是,在排出容量变为最大时,转矩在短时间内没有大的变动,随转矩变动产生的冲击得到缓和。
如果发动机E停止动作,压缩机也停止运转(换言之,斜盘22的转动也停止),控制阀49向线圈63供给电流也停止。因此,螺线管65被消磁,供给通路48开放。于是,斜盘22的倾角成为最小。
组装压缩机时,在调整斜盘22的最小倾角位置时,首先,用具有规定厚度的测定用轴承座圈代替推力轴承34的后侧滚针座圈34b来组装压缩机。在此时,圆头钢板14和后腔13还没有安装在汽缸体11上。因此,汽缸体11的后端处于开放状态。在此状态下,测定出在斜盘22配置在最小倾角位置时(换言之,隔断体28与定位面33接触时)的活塞35的行程。
在该测定时,构成定位面33的圆头钢板14还没有被安装。为此,用至少能够堵住容纳孔27的板代替圆头钢板14,将该板紧密配置在汽缸体11的后端。在测定活塞35的行程时,该板具有定位面33的功能。
活塞35的行程与斜盘22的倾角相关。因此,根据上述结果,这样来选择该压缩机上应该使用的后侧滚针座圈,使得隔断体28与定位面33接触时,活塞35成为预定的行程量(换言之,斜盘22配置在预定的最小倾角位置)。将选择好的后侧滚针座圈34b与测定用的轴承座圈交换。即,斜盘22的最小倾角位置通过压缩机上使用的后侧滚针座圈34b的厚度来调整。
在后侧滚针座圈34b替换测定用轴承座圈时,首先,在汽缸体11后端开放的状态下,将卡环27b从容纳孔27的环状槽27a中取出。卡环27b在汽缸体11的开放端即后端侧拆下。接着,弹簧29,隔断体28及推力轴承34在汽缸体11的后端侧从容纳孔27中拆下。然后,用推力轴承34上的测定用轴承座圈换上预先选择好的后侧滚轴承座圈34b。再将具有选择好的后侧滚针轴承座圈34b的推力轴承34,隔断体28及弹簧29从汽缸体11的后端侧***容纳孔27内。接着,通过把卡环27b嵌入环形槽27a内,推力轴承34的后侧滚针轴承座圈34b的更换结束。之后,把圆头钢板14及后腔13安装在汽缸体11的后端上。
容纳隔断体28的容纳孔27的内径在其整个长度上是一相同的。因此,如上所述,可从汽缸体11的后端侧安装或拆下推力轴承34,隔断体28及弹簧29。这样不必要在从汽缸体11的前端侧装拆这些部件34,28,29。
为了测定活塞35的行程量,必须把前腔12,驱动轴16,斜盘及活塞35等的各种部件安装在汽缸体11的前端侧上。因此,部件34,28,29的装拆只能从汽缸体11的前端侧进行的话,在调整斜盘22的最小倾角位置时,必须进行以下的步骤。即,在把前腔12等的各种部件安装到汽缸体11的前端侧上之后,测定活塞35的行程量。然后,从汽缸体11一次拆出前腔12等部件。在此状态下,为了测定用轴承座和选择好的后侧座圈34b更换,进行隔断体28等部件34,28,29的装拆。之后,把前腔12等的部件再次安装到汽缸体11的前端侧上。这在斜盘22的最小倾角位置的调整作业中非常麻烦而且花费较长时间。
在把圆头钢板14和后腔13安装到汽缸体后端上以前能够进行斜盘22的最小倾角位置的调整作业。因此,在从汽缸体11的后端侧进行部件34,28,29的装拆的本实施例中,在调整斜盘22的最小倾角位置时,不必进行圆头钢板14及后腔13的安装作业或拆下作业。在与测定用轴承座圈和选择好的后侧座圈34b交换有关的部件34,28,29装拆后,只要把圆头钢板14和后腔13安装到汽缸体11的后端上即可。这使斜盘22的最小倾角位置的调整作业非常容易而且所需时间很短。
如前所述,容纳隔断体28的容纳孔27的内径在其整个全长上是一样的。这对汽缸体11的容纳孔27的加工更为容易,并可降低加工所需的成本。
具有螺纹功能的卡环27b可嵌入或取出容纳孔27的环状槽27a。朝斜盘22方向对隔断体28施加弹力的弹簧29的后端由卡环27b顶住。因此,在隔断体28和弹簧29从汽缸体11的后端侧装配到容纳孔27内的状态下,如果卡环27b嵌入环状槽27a内,隔断体28和弹簧29能够可靠地保持在容纳孔27内。因此,在斜盘22的最小倾角位置调整时,即使汽缸体11的后端开放,弹簧29也不会从容纳孔27内脱飞出。这就提高了斜盘22的最小倾角位置调整时的作业性能。
配置在斜盘22和隔断体28之间的推力轴承34的后侧滚针座圈34b具有调整斜盘22的最小倾角位置的调整部件的功能。可以预先使用厚度不同的多种后侧滚针座圈。从这些后侧滚针座圈34b中,选择适合于压缩机的,即具有能够把斜盘22定位在预定最小倾角位置上的后侧滚针座圈34b。使用选择好的该后侧滚针座圈34b,组装压缩机。因此,隔断体28与定位面33接触时的斜盘22的最小倾角位置被确实地定位在预定的位置上。这在各压缩机中使最小排出量运转时的排出容量一定。而且,防止了压缩机在最小排出容量运转时排出容量的增大。这也防止了发动机E的动力损失的增大,降低了燃料费用。特别是,对于驱动轴16直接连接发动机E的无离合器***而言,防止动力损失的效果更好,燃料费用更低。
在调整斜盘22的最小倾角位置时,只要把具有最佳厚度的后侧轴承座圈34b组装好,除此以外,在压缩机上不必安装其它部件。这就防止了部件数量的增加,使压缩机的构造简单化。
在压缩机运转时,大推力载荷通过活塞35及斜盘22施加在推力轴承34的局部上。但是,由于由滚针轴承构成的推力轴承34具有极高的耐久性,能够足以承受大载荷。
下面,根据图4说明本发明的第二个实施例的可变容量压缩机进行说明。在第二实施例中,与上述第一实施例相同的部件采用相同的部件,主要说明与第一实施例不同的部件。
在本实施例中,如图4所示,在推力轴承34的后侧轴承座圈34b和隔断体28之间设置环状隔体85。该隔体85具有调整斜盘22的最小倾角位置的调整部件的功能。可使用厚度不同的多种隔体85。与上述第一实施例不同,推力轴承34备有带规定厚度的各种后侧滚针座圈。
在组装压缩机时,在调整斜盘2 2的最小倾角位置的情况下,首先,使用具有规定厚度的测定用隔体代替上述隔体85组装压缩机。在此状态下,与上述第一实施例一样,测定活塞35的行程量,同时根据该测定结果,选择该压缩机使用的最佳隔体85。选择出的隔体85替换测定用的隔体。即通过调整压缩机上使用的隔体85的厚度来调整斜盘22的最小倾角位置。
选择好的隔体85和测定用的隔体的替换作业与上述第一实施例的一样,从汽缸体11的后端进行。因此,在本实施例中,也可得到与第一实施例相同的效果。特别是在本实施例中,推力轴承34的后侧滚针座圈34b和测定用轴承座不必交换,只要把与推力轴承34相配合的隔体85替换测定隔体即可。这就不要进行推力轴承34的分解作业,使斜盘22的最小倾角位置的调整作业更为容易。
下面,参照图5至图6说明本发明的第三实施例的可变容量压缩机。在本第三实施例中,与上述第一实施例相同的部件采用相同的符号,并主要说明与第一实施例不同的部件。
如图5及图6所示,在汽缸体11上形成的第二吸入通路91将容纳室27与曲轴室15连接。从吸入通路32供给容纳孔27的制冷剂气体通过第二吸入通路91导入曲轴室15内。
导入通路92连接曲轴室15和吸入室37。制冷剂气体通过导入通路92从曲轴室15导入吸入室37。导入通路92包含第一通路146,连通孔94,第二通路93,阀室95及通孔95a。第一通路146形成在驱动轴16内沿其轴线方向延伸。第一通路146具有在环状密封圈20附近的向曲轴室15开口的入口146a和向隔断体28的内部开口的出口146b。形成在隔断体28周围的连通孔94把隔断体28的内部与形成在汽缸体11和圆头钢板14上的第二通路93连通。形成在后腔13上的阀室95连接第二通路93。通孔95a连接阀室95和吸入室37。
第二通路93的出口形成锥孔96。构成滑阀的阀体97可移动地配置在阀室95内。阀体97具有对着锥孔96的锥形节流部98。弹簧99配置在阀体97和阀室95的内面间。该弹簧99朝使阀体从锥孔96脱出的方向施加弹力。
控制压室101在阀体97的背面侧于阀室内隔出。压力供给通路100形成在后腔13上,连通排出室38和控制压室101。容量控制阀49安装在后腔13上并位于供给通路100的途中。放压通路102形成在后腔13,圆头钢板14和汽缸体11上,连通控制压室101和曲轴室15。
在本实施例中,支承上述驱动轴16后端部的径向轴承30由圆筒状滑动轴承构成。此外,代替由滚针轴承构成的推力轴承34的由滑动轴承构成的推力轴承103配置在斜盘22和隔断体28之间。该轴承103具有一对环状的滚球座103a、103b。
在本实施例中,隔断体28具有调整斜盘22的最小倾角位置的调整部件的功能。可使用长度不同的多种隔断体28。从这些隔断体28中,选择具有能够把斜盘22定位在预定的最小倾角位置上的隔断体28。使用选择好的隔断体28来组装压缩机。
此外,在本实施例中,与上述第一及第二实施例不同,在容纳孔27上不形成环状槽27a,不必设置具有弹簧功能的卡环27b。圆头钢板14代替卡环27b并具有弹簧功能。在通过圆头钢板14把后腔13安装在汽缸体11的后端时,圆头钢板14顶着容纳孔27内的螺旋弹簧29的后端。
下面,说明上述构成的压缩机的动作。
在压缩机运转时,制冷剂气体从外部制冷剂回路52通过吸入通路34,容纳孔27及第二吸入通路91供给曲轴室15内。曲轴室15内的制冷剂气体通过包含第一通路146,连通路孔94,第二通路93,阀室95及通孔95a的导入通路92导入吸入室37内。因此,在本实施例中,曲轴室15构成外部制冷剂回路52和吸入室37间的通路一部分。
在制冷负荷大时,供给控制阀49的线圈63的电流值增高。这就增大固定铁芯78和滑阀80间的吸收力,增大了把阀体67朝阀孔68的关闭方向推的力。当阀体67使阀孔68的开放量变小时,从排出室38经供给通路100流入控制压室101的制冷剂气体的量变少。另一方面,控制压室101内的制冷剂气体经放压通路102流向曲轴室15。因此,控制压室101内的压力下降,阀体97向后方(从锥孔脱离方向)移动。这使阀体97的节流部使锥孔96的节流量变小。当节流量变小时,即当锥孔96的开放量变大时,从曲轴室15通过导通路92流入吸入室37内的制冷剂气体量增多,吸入室37内的压力升高。因此,曲轴室15内的压力Pc和汽缸筒11a内的压力差变小,如图5所示,斜盘22的倾角增大,压缩机以较排出量运转。
当控制阀49的阀体完全关闭阀孔68时,供给通路100被关闭,从排出室不向控制压室101供给制冷剂气体。因此,控制压室101的压力进一步下降,阀体97使得锥孔96的开放量为最大。因此,吸入室37内的压力进一步增高。因此如图5所示,斜盘22的倾角增大,压缩机以最大排出量运转。在由控制阀49关闭供给通路100的状态下,排出室38内的高压制冷剂气体通过供给通路100及放压通路102不供给曲轴室15内而是供给外部制冷剂回路52。
相反地,在制冷负荷较小时,向控制阀49的线圈63供给的电流值较低。这使固定铁芯78和滑阀80间吸收力较小,使朝阀孔68关闭方向推阀体的力下降。当阀体67增大阀孔68的开放量时,从排出室38经供给通路100流入控制压室101的制冷剂气体量增多。因此,控制压室101内的压力上升,阀体朝前方(靠近锥孔96的方向)移动。这就使阀体97的节流部98的锥孔96产生较大的节流量。当节流量增大,即锥孔96的开放量变小时,从曲轴室15通过导入通路92流入吸入室37的制冷剂气体的量变少,吸入室37内的压力下降。因此曲轴室15内的压力Pc和汽缸筒11a内的压力差增大,如图6所示,斜盘22的倾角变小,压缩机以小排出量运转。
当没有制冷负荷时,停止向控制阀49的线圈63通电。其结果是,固定铁芯78和滑阀80间不产生吸收力。因此,阀体67配置在阀孔68的开放量成为最大的位置上,供给通路100的开放量成为最大。因此,从排出室38向控制压室101供给的制冷剂气体量进一步增多,控制压室101内的压力进一步上升。于是,阀体97进一步向前方移动,阀体97导致的锥孔96的节流量最大。当节流量为最大时,从曲轴室15流入吸入室37的制冷剂气体量为最小,吸入室37内的压力进一步下降。因此,如图6所示,斜盘22的倾角成为最小,压缩机以最小排出容量运转。
当斜盘22的倾角成为最小时,与上述第一实施例相同,隔断体28关闭吸入通路32。因此,制冷剂气体不从外部制冷剂回路52流入吸入室37。在此状态下,制冷剂气体在排出室38,供给通路100,控制压室101,放压通路102,曲轴室1 5,导入通路92,吸入室37及汽缸筒11a构成的压缩机内的循环通路内进行循环。
组装压缩机时,在调整斜盘22的最小倾角位置的情况下,首先,使用具有规定长度的测定用隔断体代替上述隔断体28来组装压缩机。在此状态下,与上述第一实施例一样,测定活塞35的行程量,同时根据该测定结果,选择该压缩机中所用的最合适的隔断体28。将选择好的隔断体28替代测定用隔断体。即,斜盘22的最小倾角位置通过压缩机所用的隔断体28的长度来调整。
与选择的隔断体28和测定用隔断体的更换作业与上述第一实施例的一样,从汽缸体11的后端侧进行。因此,在本实施例中,也可以得到与第一实施例基本相同的效果。特别是,在本实施例中,只要把选择好的隔断体替代测定用隔断体即可,不必如上述第一实施例那样地分解推力轴承34。而且,也不必将作为调整部件用的其它部件组装到压缩机上。这就使斜盘22的最小倾角位置的调整作业更为容易,防止了部件数量的增加,更加简化了压缩机的构造。
圆头钢板14顶着容纳孔27内的螺旋弹簧29的后端部。因此,不必另外设置专用的弹簧承受件。这样就可减少部件数量,简化压缩机的构造。
本发明的实施例还可以下述方式变更。
在上述第一实施例中,代替后侧滚针座圈34b,也可以使推力轴承的前侧滚针座34a起调整斜盘22的最小倾角位置的调整部件的作用。或者,也可以将两滚针座34a、34b作为调整部件。
在上述第二实施例中,隔体85也可以配置在推力轴承34的前侧滚针座34a和斜盘22之间。或者,起调整部件功能的一对隔体85分别配置在轴承34和隔断体28之间和轴承34及斜盘22之间。
在上述第二实施例中,也可以通过多个隔体85来调整斜盘22的最小倾角位置。
在上述第三实施例中,也可以由推力轴承103的两个座103a、103b中的至少一个代替隔断体28起调整部件的功能。即,通过改变两个座103a、103b中的至少一个的厚度,来调整斜盘22的最小倾角位置。或者,通过改变构成推力轴承103的座圈的数量,来调整斜盘22的最小倾角位置。
在上述第一实施例中,与第三实施例相同,也可以使隔断体28起调整部件的作用。
在上述第一实施例和第二实施例中,与第三实施例相同,也可以将圆头钢板14代替卡环27b,起弹簧座的作用。
在上述第三实施例中,与第一实施例及第二实施例相同,在容纳孔27上形成环状槽27a,将具有弹簧座功能的卡环27b嵌入在该环状槽27a内。
在上述各实施例中,也可以省略径向轴承30。此时,隔断体28由自身具有润滑性的合成树脂形成。驱动轴16的后端部直接支承在该隔断体28内并可转动。
Claims (19)
1.一种压缩机,该压缩机具有带汽缸筒的汽缸体,安装在汽缸体的第一端上的第一外壳,安装在汽缸体的第二端上的第二外壳,形成在汽缸体和第一外壳间的曲轴室,设置在曲轴室内的驱动轴上的驱动斜盘,与驱动斜盘连动的且配置在汽缸筒内的活塞,驱动斜盘将驱动轴的转动变换成活塞在汽缸筒仙的往复运动,活塞压缩从与压缩机分开设置的外部回路通过吸入室供给汽缸筒内的气体,同时压缩的气体通过排出室排出给外部回路,驱动斜盘根据曲轴室内的压力和汽缸筒内的压力差,在最小倾角位置和最大倾角位置间倾动,活塞的行程量能够控制压缩机的排出量,并根据驱动斜盘的倾角而变化。汽缸体具有向第一端及第二端开口的容纳孔,隔断体容纳在容纳孔内并可沿驱动轴的轴线方向移动,该隔断体与驱动斜盘的倾动连动,并在第一位置和第二位置间移动,该隔断体在第一位置使外部回路与吸入室连通,在第二位置将外部回路与吸入室隔断,当隔断体配置在第二位置上时,驱动斜盘定位于最小倾角位置上;其特征在于容纳孔的内径是容许隔断体从汽缸体的第二端可取出或***容纳孔内。
2.根据权利要求1记载的压缩机,其特征在于上述容纳孔(27)的内径在该容纳孔的全长上是相同的。
3.根据权利要求1或2记载的压缩机,其特征在于压缩机还具有弹簧(29),该弹簧(29)设置在上述容纳孔(27),朝着上述驱动斜盘(22)对上述隔断体(28)施加弹力。
4.根据权利要求3记载的压缩机,其特征在于压缩机还具有形成上述容纳孔(27)内周面上的嵌合槽(27a)和可取出地嵌入该嵌合槽(27a)内的承受部件(27b),该承部件(27b)用于承受上述弹簧(29)。
5.根据权利要求3记载的压缩机,其特征在于压缩机还具有配置在上述驱动斜盘(22)和上述弹簧(29)间的调整部件,该部件用于调整上述驱动斜盘(22)的最小倾角位置。
6.根据权利要求5记载的压缩机,其特征在于压缩机还具有设置在上述驱动斜盘(22)和上述隔断体(28)之间的驱动轴(16)上的推力轴承(34,103),该推力轴承可沿驱动轴的轴线方向移动。
7.根据权利要求6记载的压缩机,其特征在于上述推力轴承(34,103)具有起到上述调整部件作用的至少一个板状座(34a,34b,103a,103b),按照座(34a,34b,103a,103b)的厚度调整上述驱动斜盘(22)的最小倾角位置。
8.根据权利要求6记载的压缩机,其特征在于上述调整部件包含隔体(85),隔体(85)配置在上述推力轴承(34)附近,利用该隔体(85)的厚度来调整上述驱动斜盘(22)的最小倾角位置。
9.根据权利要求5记载的压缩机,其特征在于上述调整部件包含隔断体(28),利用该隔断体(28)的长度来调整上述驱动斜盘(22)的最小倾角位置。
10.根据权利要求6记载的压缩机,其特征在于上述推力轴承包含滚动轴承。
11.根据权利要求1-10中任何一项记载的压缩机,其特征在于还包括配置在上述汽缸体(11)的第二端侧的,而且对着上述隔断体(28)的定位面(33);
上述隔断体(28)具有在其被配置到第二位置时与上述定位面(33)接触的一个端面。
12.根据权利要求11记载的压缩机,其特征在于上述第二外壳(13)具有上述吸入室(37)和排出室(38),和
为了将上述汽缸筒(11a)与上述吸入室(37)和排出室(38)隔开,配置在上述汽缸体(11)的第二端和上述第二外壳(13)之间的圆头钢板(14),该圆头钢板(14)具有上述定位面(33)。
13.根据权利要求12记载的压缩机,其特征在于上述容纳孔(27)连通上述吸入室(37);
在第二外壳(13)上形成用于连接上述外部回路(52)和容纳孔(27)的吸入通路(32),气体从外部回路(52)通过吸入通路(32)和容纳孔(27)供给吸入室(37),
上述定位面(33)配置在上述容纳孔(27)和上述吸入通路(32)之间,上述隔断体(28)与定位面(33)的接触就隔断了吸入通路(32)和容纳孔(27)。
14.根据权利要求13记载的压缩机,其特征在于上述隔断体(28)为圆筒形;
为了可转动地支承上述驱动轴(16),在隔断体(28)的内部配置径向轴承(30)。
15.根据权利要求1-10任何一个记载的压缩机,其特征在于还具有调整曲轴室(15)和吸入室(37)中任何一个的压力以改变上述曲轴室(15)内的压力和上述汽缸筒(11a)内的压力的压差的调整装置;该调整装置具有使压力调整用的气体通过的气体通路(48,100)和调整流过该气体通路(48,100)的气体量的控制阀(49)。
16.根据权利要求15记载的压缩机,其特征在于上述气体通路是连接排出室(38)和曲轴室(15)的供给通路(48),上述控制阀(49)为了调整曲轴室(15)内的压力,应该调整从排出室(38)通过供给通路(48)供给曲轴室(15)的气体量,而被设置在供给通路(48)的途中)。
17.根据权利要求15记载的压缩机,其特征在于上述调整装置具有连接上述外部回路(52)和曲轴室(15)的吸入通路(32,91)
连接曲轴室(15)和吸入室(37)的导入通路(92),和
为了调整吸入室(37)内的压力,应该调整从外部回路(52)供给吸入室(37)的气体量,而设置在上述导入通路(92)的途中的调整阀(97);
气体从外部回路(52)通过吸入通路(32,92),曲轴室(15)及导入通路(92)供给吸入室(37),
上述气体通路是应该将排出室(38)内的压力提供给调整阀(97)而将排出室(38)内的压力导向调整阀(97)的压力提供通路(100),
上述控制阀(49)为了调整提供给调整阀(97)的压力,而应该调整从排出室(38)通过压力提供通路(100)导向调整阀(97)的气体量,而被设置在压力提供通路(100)的途中,调整阀(97)根据提供的压力调整上述导入通路(92)的开放量。
18.根据权利要求1-10任何一个记载的压缩机,其特征在于上述驱动轴(16)与驱动它的外部驱动源(E)直接连接。
19.一种权利要求1记载的压缩机的组装方法,该压缩机具有配置在上述隔断体(28)和上述驱动斜盘(22)之间的推力轴承(34,103),朝着上述驱动斜盘(22)推上述隔断体(28)的弹簧(29);其特征在于包括以下步骤:
从上述汽缸体(11)的第一端侧将上述第一外壳(12),驱动轴(16),驱动斜盘(22)及活塞(35)组装到上述汽缸体(11)内的步骤,
在上述第二外壳(13)安装到汽缸体(11)的第二端上之前,把上述推力轴承(34,103),隔断体(28)及弹簧从汽缸体(11)的第二端侧***上述容纳孔(27)内的步骤,和
为承受上述弹簧(29),把承受部件(27b,14)安装在汽缸体(11)的第二端侧上的步骤。
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