專利名稱：斜盤式雙頭活塞式壓縮機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種車用空調壓縮機，尤其是斜盤式車用空調壓縮機，具體地說
是一種斜盤式雙頭活塞式壓縮機。
背景技術：
眾所周知，常見的車用空調壓縮機有旋轉式壓縮機(Scroll Compressor/RotaryVane Compressor)、搖板式壓縮機(Wobble Plate Compressor)和斜盤式壓縮機(SwashPlate Compressor)，其中旋轉式壓縮機是近幾年發(fā)展起來的一種前型高效、小尺寸車用壓縮機，但其缺點是制造工藝復雜，成本高、維修不便，而斜盤式壓縮機是一種傳統(tǒng)的車用壓縮機的一種，它具有結構簡單，制造、安裝、維修方便的優(yōu)點，其效率和尺寸介于旋轉式和搖板式壓縮機之間，因此目前仍具有相當大的市場。 現有的斜盤式壓縮機一般均為五缸雙頭結構，斜盤插入兩個分開的半球中形成球鉸結構，主軸帶動斜盤旋轉時，斜盤帶動雙頭活塞在活塞腔中左右移動，斜盤旋轉一周，活塞完成一個來回，實現兩次吸排氣，因此其整體尺寸可縮短為同排量普通活塞式壓縮機的一半，但由于受到傳統(tǒng)設計理念的約速，現有的球鉸結構的尺寸偏大，尤其是球鉸結構大多采用大半球結構，兩個大半球加上斜盤的厚度大于一個球體的直徑，這種設計不僅使得安裝不便，很容易卡死，而且使得活塞的實體尺寸變大，整體重量難以下降，影響了效率的提高，除此之外，仍有許多地方存在不足，如斜盤的耐磨性、活塞運行的平穩(wěn)性等方面存在許多不足，有必要加以改進。

發(fā)明內容本實用新型的目的是針對現有的斜盤式壓縮機存在的效率不高、尺寸過大、裝配難度大，壽命短等問題，設計一種斜盤式雙頭活塞式壓縮機。[0005] 本實用新型的技術方案是 —種斜盤式雙頭活塞式壓縮機，包括主軸8、斜盤7、前缸體1和后缸體2，前缸體1和后缸體2相連，前缸體1連接有前蓋4，后缸體2連接有后蓋3，前缸體1和后缸體2之間設有若干個活塞腔，每個活塞腔中均安裝有雙頭空心活塞5，斜盤7安裝在主軸8上，主軸8上，斜盤1的兩側各安裝有一個推力軸承11，主軸8支承在兩個分別安裝在前缸體1和后缸體2中的重型軸承9上，其特征是所述的雙頭空心活塞5中對稱設有兩個小半球窩，每個小半球窩中分別安裝有一個小半球體6，斜盤7插入所述的兩個小半球體6之間，兩個小半球體6及斜盤7的插入端形成球鉸12結構，且兩個小半球體6的高度加上斜盤7的厚度不大于所述小半球體6的球體直徑；在所述的斜盤7與主軸8的夾角為銳角的一側面靠近推力軸承l(wèi)l位置處開設有用于補償及承受載荷就的氣壓支撐環(huán)槽；所述的雙頭空心活塞5上安裝有直徑不大于活塞腔內徑的支撐用活塞環(huán)10 ;在所述的斜盤7與小半球體相接觸的面上設有耐磨層。 所述的斜盤7的厚度由傳統(tǒng)的10毫米以上降為6-10mm之間，且其厚度與壓縮機的排量變化無關，壓縮機的排量僅與斜盤的傾角有關。 所述的耐磨層包括燒結在斜盤7基體表面的多孔銅金屬肌體和涂覆在所述多孔 銅金屬肌體上的潤滑材料，所述的潤滑材料聚四氟乙烯和二硫化鉬組合而成，二者的重量
比例為i : i 9。 所述的多孔銅金屬肌體的厚度為0. 01 0. 03mm。 具有傾角的斜盤7與旋轉的主軸8連接在一起，通過兩個重型軸承9支撐在前缸 體1和后缸體2上，同時通過推力軸承11限制并承受來自于斜盤7的支反力，旋轉的斜盤7 通過球鉸12將旋轉運動轉化為沿軸向分布的活塞5的往復運動進行壓縮制冷劑。前缸體 1和后缸體2通過前蓋4和后蓋3進行密閉，形成獨立通道，螺栓13將前缸體1和后缸體2 通過前蓋4和后蓋3連接在一起。由于氣體受到活塞5的壓縮，活塞5的反作用力通過球 鉸12傳遞到斜盤7上，一方面產生的彎矩由重載軸承9承載，另一方面軸向作用力由推力 軸承11交替承載。本實用新型的有益效果 1、本實用新型通過減少球鉸部分半球體的體積，改變了傳統(tǒng)的大半球結構，采用 小半球結構，并使其與斜盤組成一個完整的尺寸為球體直徑的球鉸結構，不僅運行更為平 穩(wěn)，而且減少了軸向尺寸，使得活塞的實體部分尺寸可縮小約33% ，減輕重量33 % ，有利于 減少運行中的慣性力，提高制系數(C0P)3X以上，同時還使得安裝更為方便，不會出現安裝 死角，不會出現卡死現象。 2、本實用新型通過在斜盤上進行耐磨層的處理，提高了耐磨性。 3、本實用新型突破了過去活塞環(huán)的尺寸必須大于活塞腔尺寸的觀念，通過采用不
大于活塞腔內徑的活塞環(huán)，使得油膜建立更為均穩(wěn)，有利于提高活塞的潤滑效果。 4、本實用新型通過在推力軸承上增加氣壓支撐環(huán)槽，有利及時補償及承受變化載荷。 5、本實用新型采用了小厚度尺寸的斜盤，使得整體重量減輕，而且可以使斜盤尺 寸不變而僅通過改變斜盤的傾角實現排量調整的目的，有利于生產的組織安排。

圖1為本實用新型的結構示意圖。 圖2為本實用新型的輕質全形活塞的結構示意圖。 圖3為本實用新型的球鉸的結構示意圖。 圖4為本實用新型的活塞環(huán)的尺寸與活塞腔的尺寸關系圖。 圖5為本實用新型的斜盤的結構示意圖。 圖6為本實用新型的推力軸承的潤滑面的結構示意圖圖。 圖7為本實用新型的重載軸承的潤滑面有結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。 如圖l-7所示。 —種斜盤式雙頭活塞式壓縮機，包括主軸8、斜盤7、前缸體1和后缸體2，前缸體1
4和后缸體2相連，前缸體1連接有前蓋4，后缸體2連接有后蓋3，前缸體1和后缸體2之間 設有若干個活塞腔，每個活塞腔中均安裝有雙頭空心活塞5，斜盤7安裝在主軸8上，主軸8 上，斜盤1的兩側各安裝有一個推力軸承11，主軸8支承在兩個分別安裝在前缸體1和后 缸體2中的重型軸承9上，所述的雙頭空心活塞5中對稱設有兩個小半球窩，每個小半球窩 中分別安裝有一個小半球體6，斜盤7插入所述的兩個小半球體6之間，兩個小半球體6及 斜盤7的插入端形成球鉸結構12，且兩個小半球體6的高度加上斜盤7的厚度不大于所述 小半球體6的球體直徑；在所述的斜盤7與主軸8的夾角為銳角的一側面靠近推力軸承11 位置處開設有用于補償及承受載荷的氣壓支撐環(huán)槽14 ;所述的雙頭空心活塞5上安裝有直 徑不大于活塞腔內徑的支撐用活塞環(huán)10 ;在所述的斜盤7與小半球體6相接觸的面上設有 耐磨層。如圖l所示。 此外，具體實施時斜盤7的厚度可由傳統(tǒng)的10毫米以上降為6-10mm之間，且其厚 度與壓縮機的排量變化無關，壓縮機的排量僅與斜盤的傾角有關。 耐磨層由通過燒結方法在斜盤7基體表面形成的多孔銅金屬肌體和涂覆在所述 多孔銅金屬肌體上的潤滑材料組成，多孔銅金屬肌體的厚度以0. 01 0. 03mm為佳，所述的 潤滑材料可為聚四氟乙烯和二硫化鉬的混合物，二者的重量比為1 : 1 9。
詳述如下 參照圖1和圖2，前缸體1和后缸體2的缸孔直徑為均CD，活塞5的直徑為PD，為 保證潤滑及密封，活塞與缸孔間存在間隙，此間隙要保證潤滑油膜的建立。 在本實用新型中，由于間隙的存在，在活塞5與前缸體1及后缸體2的缸孔間形成 了狹長的通道，快速被壓縮的氣體在通過此狹長通道時， 一方面受到油膜的阻礙，另一方面 通道越長阻力越大。這就意味著盡可能小且盡可能長的通道將使壓縮機壓縮時的損耗相對 減小，能量轉換效率將增高。通過合理的尺寸CD、 PD配置可建立狹長的活塞5壓縮通道。 長的活塞與缸孔在相對運動時受力是好于短的活塞，狹長的間隙通道不僅僅可降低壓縮氣 體的泄露，而且還可提高活塞工作時的穩(wěn)定性。 由力學公式F二ma知，m減小將使物體的慣性力減小，也就是無用功耗的減少。在 本實用新型中，活塞采用空心制作，重量由對比活塞90g減少到60g，重量降低33% ，有利于 提高制冷轉化效率。 活塞的鉸接機構設計成球形，加工的過程變得簡單、可靠。 在常規(guī)的壓縮機的雙頭活塞制冷壓縮機中，斜盤傾角的變化將引起相關多個尺寸 變化。 在本實用新型中(圖5)，所選的斜盤7厚度SL在傾角A變化時厚度SL是不變的， 這可降低制造及加工難度，提高通用性。 整個的球鉸機構12被分成三個部分(圖3)，兩個對稱的非整球體6含著斜盤7， 所有的一切又構成一個完整的球體包含在活塞5的球窩之中，這樣，可以在任意方向上轉 動而不會脫出。 活塞在氣缸內由于重力或受力均會偏離中心，形成單面接觸此單面接觸會導致 間隙偏向一面，形成2倍的設定間隙，增加泄漏。此單面接觸還將導致受力單邊，破壞已經 建立的油膜，引起單邊迅速失效磨損，降低壓縮機壽命。因此，安裝定心裝置是必要的。在 本實用新型中，采用定心型活塞環(huán)來解決上述兩個問題。活塞環(huán)將間隙均勻分配在汽缸孔周邊，同時承受來自于斜盤的偏置驅動力。見圖4，活塞環(huán)的最大直徑與缸孔的最大直徑CD 是相同的?；钊h(huán)的制作不限于普通沖壓制成方法，還可延伸為采用注塑方式制成的更為 精確的CD尺寸的活塞環(huán)。 壓縮機在初始啟動時接近于無油狀態(tài)，因此保證啟動時的初始潤滑是必要的。業(yè) 內人士和一些已經公布的專利采用了種種方法，包括有色金屬鋁陽極氧化后鍍錫、有色金 屬鋁陽極氧化后噴涂特氟龍、有色金屬表面火焰噴涂特種潤滑材料等等，但無一存在加工 困難，成本高，表面耐臟性及磨損后自我修復性差，性能及壽命并沒有達到預期所想。本實 用新型采用金屬燒結方法較好地解決這一難題，本實用新型通過在黑色金屬表面形成多孔 銅金屬肌體，之后在表面涂覆潤滑材料。同時，金屬肌體不限于黑色金屬，亦可以為有色金 屬或粉末冶金制品。 在工作過程中，表面的潤滑材料和含油微孔共同起潤滑作用，同時，燒結的肌體支 撐著球鉸將力傳遞。在高速運轉時，內部的油又將被甩出，低速運轉又將油重新貯存并在初 始時提供潤滑。 前缸體1、后缸體2被螺栓13緊緊的連接在一起，旋轉的斜盤7通過兩推力軸承 11被挾持在中間，軸向載荷通過推力軸承11來化解。當壓縮機持久工作時，交變的驅動載 荷在各個表面形成精密級磨損，當磨損形成的間隙超過許可間隙后，壓縮機將產生強烈噪 音和振動直至壓縮機失效。為此，在本實用新型中(圖6)采用了氣壓補償方案。旋轉的軸 承形成低壓區(qū)，通過開設氣室讓氣體進入推力軸承背面，形成壓力差，對載荷起到"減震"作 用，降低噪音，提高壽命。 在業(yè)內，無內圈滾針軸承在汽車空調壓縮機上大量應用。但是，其運行產生滲透性
很強的噪音，對潤滑的要求較高。在本實用新型中，通過采用能夠耐初始啟動干摩擦的自含
油軸承則很好地解決了這一問題，它不僅能降低噪音，而且可提高使用壽命。在初始狀態(tài)
下(圖7)，軸承表面的潤滑材料提供初始潤滑，同時，多孔材料內所含的潤滑油迅速流出進
行潤滑、冷卻，周而復始。同時，由斜盤7傳遞的彎矩被軸承的內表面及油膜承載，受力面積
大，承載的是油膜，受力情況優(yōu)于滾針軸承，得到預期的長壽命，低噪音。 本實用新型未涉及部分均與現有技術相同或可采用現有技術加以實現。
權利要求一種斜盤式雙頭活塞式壓縮機，包括主軸(8)、斜盤(7)、前缸體(1)和后缸體(2)，前缸體(1)和后缸體(2)相連，前缸體(1)連接有前蓋(4)，后缸體(2)連接有后蓋(3)，前缸體(1)和后缸體(2)之間設有若干個活塞腔，每個活塞腔中均安裝有雙頭空心活塞(5)，斜盤(7)安裝在主軸(8)上，斜盤(7)的兩側各安裝有一個推力軸承(11)，主軸(8)支承在兩個分別安裝在前缸體(1)和后缸體(2)中的重型軸承(9)上，其特征是所述的雙頭空心活塞(5)中對稱設有兩個小半球窩，每個小半球窩中分別安裝有一個小半球體(6)，斜盤(7)插入所述的兩個小半球體(6)之間，兩個小半球體(6)及斜盤(7)的插入端形成球鉸(12)結構，且兩個小半球體(6)的高度加上斜盤(7)的厚度不大于所述小半球體(6)的球體直徑；在所述的斜盤(7)與主軸(8)的夾角為銳角的一側面靠近推力軸承(11)位置處開設有用于補償及承受載荷就的氣壓支撐環(huán)槽；所述的雙頭空心活塞(5)上安裝有直徑不大于活塞腔內徑的支撐用活塞環(huán)(10)；在所述的斜盤(7)與小半球體(6)相接觸的面上設有耐磨層。
2. 根據權利要求l所述的斜盤式雙頭活塞式壓縮機，其特征是所述的斜盤(7)的厚度 為6-10mm。
專利摘要一種斜盤式雙頭活塞式壓縮機，包括主軸(8)、斜盤(7)、前缸體(1)和后缸體(2)，前缸體(1)和后缸體(2)之間設有若干個活塞腔，每個活塞腔中均安裝有雙頭空心活塞(5)，斜盤(7)安裝在主軸(8)上，其特征是所述的雙頭空心活塞(5)中對稱設有兩個小半球窩，每個小半球窩中分別安裝有一個小半球體(6)，斜盤(7)插入所述的兩個小半球體(6)之間，且兩個小半球體6的高度加上斜盤(7)的厚度不大于所述小半球體(6)的球體直徑；在斜盤(7)上開設有用于補償及承受載荷就的氣壓支撐環(huán)槽；所述的雙頭空心活塞(5)上安裝有直徑不大于活塞腔內徑的支撐用活塞環(huán)(10)；在所述的斜盤(7)與小半球體(6)相接觸的面上設有耐磨層。本實用新型具有結構簡單，制造安裝方便，壽命長，效率高的優(yōu)點。
文檔編號F04B39/00GK201486799SQ200920043490
公開日2010年5月26日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權日2009年7月9日
發(fā)明者錢永貴 申請人:南京奧特佳冷機有限公司