[发明专利]摆盘式压缩机

说明书

本发明与用于汽车空调系统的致冷压缩机有关，具体有关有改进的传动轴悬臂式支承结构的摆盘式压缩机。

有传动轴悬臂式支承结构的摆盘式压缩机为已知。这些结构在美国专利第3，552，886号及3，712，759号中已揭示。

参看图1，一种有传统悬臂结构的摆盘式压缩机1，有一个圆筒形的压缩机壳2，一个前端板3，和一个形式为缸盖4的后端板。压缩机壳2内有一个缸体21和一个曲柄腔22。前端板3固定在压缩机壳2的一个端面上，放在压缩机壳2另一端面的缸盖4，用穿过活门板5的螺栓41固定在缸体21一个端面上。在前端板3的中部形成一个孔31，传动轴6从其中穿过。

传动轴6利用一个径向滚针轴承7，支承在前端板3上旋转，伸到曲柄腔22内。一个楔形凸轮转子8与传动轴6的内端部固定连接，利用一个推力滚针轴承9，支承在前端板3的内端面上旋转，使之可随传动轴6旋转。

在中部设有锥形齿轮101的环形摆盘10，通过一个推力滚针轴承16，放在楔形凸轮转子8的斜表面81上，摆盘经一球形件12支持在支承件11的终端上作俯仰运动，在缸体21和支承件11之间插入一个键，防止支承件旋转。支承件11放在缸体21中部形成的一个中心孔211中，它有一个锥形齿轮111和一个有中空部113的柄部112。一个调节螺丝17放在中心孔211的一个端部上。一个螺旋弹簧13放在柄部112的中空部113内，将支承件11推向摆盘10，支承件11的锥形齿轮111啮合摆盘10的锥形齿轮101，防止摆盘10旋转。

若干气缸212在缸体21上等角地分布，每一气缸212内有活塞14滑动。每一活塞14通过每一连杆15，和摆盘10的圆周连接：连杆15的一端用球节和活塞14连接，另一端用球节和摆盘10连接。

气缸盖4有一个排出腔42和一个包围排出腔42的抽吸腔43。有一个抽吸孔51从活门板5上穿过，使抽吸腔43和气缸212相通，一个排出孔52从活门板5上穿过，使气缸212和排出腔42相通。

运转时，当传动轴6由动力源通过安装在前端板3的管形延伸部35上的电磁离合器18驱动时，凸轮转子8随传动轴6旋转，从而摆盘10不随凸轮转子8旋转而作俯仰运动。因此，各活塞14由于摆盘10的俯仰运动，而在气缸212中作往复活动。螺旋弹簧13的反弹强度可通过拧旋调节螺丝17而调节。因此，推力轴承9，凸轮转子8，摆盘10，锥形齿轮101，钢球12和支承件11等之间的相应轴向间隙，即使有温度变化造成的尺寸变化，和加工的尺寸误差，也可通过调节螺旋弹簧13的反弹强度，使间隙保持固定。

上述摆盘式的压缩机一般用作汽车空调设备的致冷压缩机，因此，在一般的使用条件下，压缩机要求有足够的耐用性。但是，在严厉条件下，例如在高温条件下长时间驾驶时，传动部件有可能咬紧（seizure），从而压缩机不能保持足够的耐用性。

对在这种条件下确已损坏的压缩机传动部件咬紧的原因作分析后，发现和（支承传动轴6的）径向滚针轴承7的内表面接触的传动轴6的外表面发生了碎裂。传动轴6上的碎块使传动部件损坏，压缩机便发生咬紧现象。

参看图2，它表示传动轴6和径向滚针轴承7的接触表面。碎裂在区域A中发生。表示传动轴6和径向轴承7实际接触表面的光泽表面为区域B。根据上面的事实，可看到传动轴6的外表面和径向轴承7的内表面不均匀接触，即传动轴6和径向轴承7可能部分接触。

参看图3，它表示压缩机各部件间的力的关系。部分接触的原因可作下面的分析。作用在凸轮转子8上的轴向外力，包括各活塞14进行压缩的总气体压力，和轴向推力F2，F2即螺旋弹簧13的反弹强度。当活塞14在上死点上时总气体压力F1在凸轮转子8的点A上，点A在连杆15球节的附近。轴向推力F2作用在凸轮转子8的中心部位上。因为上述的总气体压力F1和轴向推力F2作用在凸轮转子8的倾斜表面81上，在径向产生径向分力F3及F4。

和总气体压力F1及轴向推力F2方向相反的轴向反作用力F5在推力轴承9上产生，因此轴向上的力平衡。但对分力F3及F4没有平衡力，因而产生力矩，将凸轮转子8围绕推力轴承9的点B旋转，因此凸轮转子8在和上死点相对的一侧，也就是在下死点上和推力轴承9分离。因此，传动轴6自径向轴承7的轴线倾斜，在C点和D点处，传动轴6和径向轴承7部份接触。传动轴6和径向轴承7的轴线的倾角θ，决定于径向轴承7的轴向长度和径向轴承7内表面与传动轴6外表面之间的间隙。

在上述构造中，径向轴承7的反作用力F6及F7作用在传动轴6上，力的平衡可用下式表示：