專利名稱：交變壓縮機(jī)和壓縮氣缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交變型壓縮機(jī)，更具體地，本發(fā)明涉及允許減小與活塞和壓縮氣缸之間的摩擦和相對(duì)運(yùn)動(dòng)相關(guān)的機(jī)械損失的交變壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
壓縮機(jī)的功能是在執(zhí)行制冷循環(huán)所需的壓力下提升確定的流體容積的壓力。在制冷工業(yè)中，通常使用封閉式壓縮機(jī)，該封閉式壓縮機(jī)大體上包括安裝有壓縮機(jī)部件的密封殼體，也就是發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)組件，其包括具有端部的氣缸體，該端部由氣缸蓋封閉，該氣缸蓋限定與壓縮室連通的排放室，壓縮室限定在氣缸中，其中，所述壓縮室由設(shè)置在氣缸端部與氣缸蓋之間的閥板封閉。制冷工業(yè)已經(jīng)關(guān)注制冷壓縮機(jī)的性能。實(shí)際上，已經(jīng)進(jìn)行了一些工作和研究來(lái)改進(jìn)這樣的性能，這些工作和研究的主要目的在于減少運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)械損失，尤其是在活塞與壓縮機(jī)氣缸之間產(chǎn)生的損失?；钊c氣缸之間的機(jī)械損失是通過(guò)部件表面的接觸和由于潤(rùn)滑油的存在而導(dǎo)致的粘性摩擦而產(chǎn)生的。通過(guò)以下的方程式測(cè)量活塞與氣缸表面之間的接觸損失Pot = FaXU,其中 Fa = μ XN其中Pot =摩擦產(chǎn)生的勢(shì)能；Fa =摩擦力；U =表面之間的相對(duì)速度；μ =動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)；以及N=法向力。通過(guò)以下的方程式測(cè)量粘性摩擦損失(在具有潤(rùn)滑油厚膜的情況下由活塞與氣缸之間的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的)Pot = CteXf ( ε ) X ( η XU2XA)/c ；U =表面之間的相對(duì)速度；η =油的絕對(duì)粘度；A=接觸面積；c =表面之間的徑向間隙；I =活塞與氣缸之間的離心率。為了減少機(jī)械損失，現(xiàn)有技術(shù)中已知的技術(shù)方案包括利用低摩擦系數(shù)材料制造部件或者涂覆活塞或氣缸表面。盡管所提供的這種方案可以增大機(jī)械損失的減少，但是其對(duì)制造過(guò)程、最終生產(chǎn)成本和操作性能的影響不太具有吸引力。其它已經(jīng)提出的方案包括改變組成部件的幾何結(jié)構(gòu)以獲得摩擦的減小。
例如，美國(guó)專利6，928，921和BR PI 0503019-5中公開這種類型的方案。美國(guó)專利6，9 ，921涉及包括兩個(gè)側(cè)軸向引導(dǎo)部分的活塞，該側(cè)軸向引導(dǎo)部分代替活塞裙部支承件，從而減小活塞側(cè)面積。而側(cè)面積的減小降低了由粘性摩擦導(dǎo)致的機(jī)械損失。然而，美國(guó)專利6，擬8，921給出的這個(gè)方案的缺陷與其生產(chǎn)相關(guān)，這是因?yàn)槔缙湟蠡钊诠ぞ叩慕n操作下進(jìn)行加工，而活塞部分旋轉(zhuǎn)(即，為了形成軸向引導(dǎo)部分， 其需要加工出凹部，同時(shí)促使活塞部分旋轉(zhuǎn))。這個(gè)操作可能導(dǎo)致外圓磨削，除了非常昂貴之外，還使得制造更加復(fù)雜，因此產(chǎn)量更低。在BR PI 0503019-6中，其方案是，通過(guò)沿著氣缸的整個(gè)長(zhǎng)度部分地引入圓錐形區(qū)域而使得活塞和氣缸的徑向間隙逐漸增大。這樣做增大了活塞和氣缸之間的徑向間隙，從而減小了粘性機(jī)械損失。盡管BR PI 0503(^9-3的方法顯示了有效減小粘性機(jī)械損失，但是仍然需要這樣一種方案，即允許增大這種減小，從而改進(jìn)壓縮機(jī)的性能。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種方案，采用該方案，能夠減小與壓縮機(jī)部件運(yùn)動(dòng)相關(guān)的機(jī)械損失，具體是提供一種用于減小由于壓縮機(jī)活塞和氣缸之間的摩擦和相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的機(jī)械損失的方案。本發(fā)明是通過(guò)用于交變壓縮機(jī)的壓縮氣缸實(shí)現(xiàn)的，該壓縮氣缸包括用于接納往復(fù)活塞的開口端部以及在開口端部附近具有至少兩個(gè)隔開的凹部區(qū)域的內(nèi)表面。優(yōu)選地，隔開的凹部區(qū)域沿直徑方向相對(duì)，以形成用于活塞的軸向引導(dǎo)件。在本發(fā)明的可替代實(shí)施例中，氣缸側(cè)壁具有從開口端部延伸的狹縫，并且氣缸內(nèi)表面還至少包括與所述狹縫隔開且形成在氣缸開口端部附近的隔開的凹部區(qū)域。優(yōu)選地，所述狹縫和隔開的凹部區(qū)域沿直徑方向相對(duì)，以形成用于活塞的軸向引導(dǎo)件。


圖1為常規(guī)交變制冷壓縮機(jī)的示意性剖視圖2為本發(fā)明的壓縮氣缸的優(yōu)選實(shí)施例的前視圖3是圖2中所示的A-A截面視圖4是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在氣缸中形成的釋放區(qū)域的示意圖
圖5是根據(jù)本發(fā)明的壓縮氣缸的可替代實(shí)施例的剖視圖6是圖5中所示的T-T截面視圖7是根據(jù)本發(fā)明的壓縮氣缸的另一可替代實(shí)施例的剖視圖8是圖7中所示的C-C截面視圖。
具體實(shí)施例方式
接下來(lái)，將基于由附圖代表的工作實(shí)例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。盡管該詳細(xì)說(shuō)明借助例子使用可選擇的制冷壓縮機(jī)，但是應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明的原理還可以應(yīng)用于任何可選的
4壓縮機(jī)類型、尺寸或構(gòu)造。圖1示出了常規(guī)的可選制冷壓縮機(jī)。該壓縮機(jī)包括封閉殼體1、發(fā)動(dòng)機(jī)-壓縮機(jī)組件，該發(fā)動(dòng)機(jī)-壓縮機(jī)組件具有氣缸體2，在該氣缸體2中設(shè)置有氣缸3，在所述氣缸3內(nèi)具有往復(fù)活塞10。所述氣缸3具有被氣缸蓋20封閉的端部3a。本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的是， 在用于制冷器、空氣調(diào)節(jié)器和其它制冷系統(tǒng)的交變壓縮機(jī)中，所述活塞10在氣缸3內(nèi)執(zhí)行交變運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生壓縮室北，該壓縮室北由壓縮氣缸3的內(nèi)表面、活塞10的上表面11和閥板8的內(nèi)表面3a限定。圖1中所示的壓縮機(jī)的其它部件和功能是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，因此在這里不再詳細(xì)說(shuō)明。為了減小與氣缸3和活塞10之間的摩擦相關(guān)的機(jī)械損失，本發(fā)明在氣缸3的內(nèi)表面上設(shè)置有釋放區(qū)域(relief areas)。從而，圖2和圖3示出了本發(fā)明的氣缸3的第一實(shí)施例，其中，釋放區(qū)域4設(shè)置在氣缸3的靠近所述氣缸開口端部的內(nèi)表面上。釋放區(qū)域4優(yōu)選地包括在氣缸3的內(nèi)表面上加工出的凹部4。從圖3中可以更好地看到，所述凹部4最終形成用于活塞的軸向引導(dǎo)件7，所述引導(dǎo)件由氣缸內(nèi)表面的“非凹部”部分產(chǎn)生。優(yōu)選地，凹部4可以通過(guò)優(yōu)選地在氣缸精加工步驟之前的步驟中沿著橫向方向朝向氣缸軸移動(dòng)加工刀具(例如磨削機(jī)、橫軋機(jī)或拋光機(jī))加工而成。所述刀具可為圓柱形或圓錐形，并且其直徑稍小于氣缸的直徑，其中到軸的較小的橫向移動(dòng)足以執(zhí)行磨削。在這個(gè)意義上，為了防止在氣缸表面和釋放區(qū)域4之間的過(guò)渡區(qū)上形成阻擋或活動(dòng)角部，可以與角度運(yùn)動(dòng)組合執(zhí)行所述加工刀具的橫向移動(dòng)，從而產(chǎn)生如圖4所示的釋放區(qū)域，在該圖中所示的虛線區(qū)代表從氣缸3的內(nèi)表面去除以形成釋放區(qū)域的那些區(qū)域。應(yīng)當(dāng)指出的是，可以在用于獲得氣缸體的初級(jí)處理過(guò)程中(通常稱為粗缸)預(yù)先形成釋放區(qū)域4，例如在熔化過(guò)程中，其中可以通過(guò)機(jī)械加工僅僅執(zhí)行用于表面精加工的處理。本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的是，用于壓縮機(jī)構(gòu)造的一些方案包括將整體連接桿安裝在杠桿軸的偏心部分上。對(duì)于這些構(gòu)造，本領(lǐng)域中公知的是，在氣缸側(cè)表面的允許安裝所述整體連接桿的部分中設(shè)置軸向狹縫。例如，美國(guó)專利US 4，406，590中公開了這種方法。從而，在本發(fā)明的可替代實(shí)施例中，如圖5和圖6所示，釋放區(qū)域6形成在與連接桿組件的狹縫5沿直徑方向相對(duì)的區(qū)域中。所述釋放區(qū)域6優(yōu)選地包括具有與形成圖2和圖3中所示實(shí)施例的釋放區(qū)域4的凹部相同特征的凹部。圖7和圖8額外地示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中圖5和圖6中所示的實(shí)施例的狹縫5與在氣缸內(nèi)表面上加工成的凹部組合，以在氣缸內(nèi)表面上形成具有較小寬度的軸向引導(dǎo)件(見(jiàn)圖8)。圖6、7和8的實(shí)施例中所示的釋放區(qū)域6還具有使加工過(guò)程更加穩(wěn)定的功能。從而，即使壓縮機(jī)組裝方案不包括整體連接桿，本發(fā)明的包括狹縫和凹部的實(shí)施例也能用來(lái)使得加工過(guò)程更加容易，這主要是因?yàn)檫@些處理過(guò)程包括表面精加工操作。最后，應(yīng)當(dāng)指出的是，本發(fā)明提供的方案可以與現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它方案組合， 以獲得最佳的機(jī)械損失減小。在這個(gè)意義上，本發(fā)明提供的釋放區(qū)域可以應(yīng)用于具有如BR
5PI 0503019-6中公開的錐形形態(tài)的氣缸。 應(yīng)當(dāng)理解，以上基于附圖的說(shuō)明僅僅涉及本發(fā)明的壓縮機(jī)氣缸和封閉式氣缸的可能實(shí)施例，其中，本發(fā)明目的的真實(shí)范圍由所附的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種交變壓縮機(jī)，該交變壓縮機(jī)包括具有氣缸體( 的發(fā)動(dòng)機(jī)-壓縮機(jī)組件，在所述氣缸體中限定有氣缸C3)和開口端部，所述氣缸內(nèi)部具有往復(fù)活塞(10)，所述開口端部用于接納所述活塞，其特征在于，在所述氣缸(3)的開口端部附近的氣缸內(nèi)表面上形成有至少兩個(gè)隔開的凹部區(qū)域G)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，兩個(gè)所述隔開的凹部區(qū)域(4)沿直徑方向相對(duì)。
3.—種壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)包括具有氣缸體O)的發(fā)動(dòng)機(jī)-壓縮機(jī)組件，在所述氣缸體中限定有氣缸(3)和開口端部，所述氣缸內(nèi)部具有往復(fù)活塞(10)，所述開口端部用于接納所述活塞，所述氣缸(3)包括用于接納所述活塞的開口端部和從所述開口端部延伸通過(guò)所述氣缸的側(cè)壁的狹縫(5)，其特征在于，所述氣缸C3)至少包括凹部區(qū)域(6)，所述凹部區(qū)域 (6)與狹縫(5)隔開并且形成在所述氣缸(3)的開口端部附近的氣缸內(nèi)表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述狹縫(5)和隔開的凹部區(qū)域(6)沿直徑方向相對(duì)。
5.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)-壓縮機(jī)組件的壓縮氣缸，所述壓縮氣缸包括用于接納往復(fù)活塞 (10)的開口端部，其特征在于，所述氣缸(3)的內(nèi)表面包括在其開口端部附近形成的至少兩個(gè)隔開的凹部區(qū)域G)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓縮氣缸，其特征在于，兩個(gè)所述隔開的凹部區(qū)域(4)沿直徑方向相對(duì)。
7.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)-壓縮機(jī)組件的壓縮氣缸，所述壓縮氣缸包括用于接納往復(fù)活塞 (10)的開口端部，所述氣缸的內(nèi)壁具有從所述開口端部延伸的狹縫(5)，其特征在于，所述氣缸(3)的內(nèi)表面還至少包括凹部區(qū)域(6)，所述凹部區(qū)域(6)與所述狹縫(5)隔開并且形成在所述氣缸(3)的開口端部附近。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓縮氣缸，其特征在于，所述狹縫(5)和隔開的凹部區(qū)域(6) 沿直徑方向相對(duì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種交變型壓縮機(jī)，更具體地，本發(fā)明涉及允許減小與活塞(10)和壓縮氣缸(3)之間的摩擦和相對(duì)運(yùn)動(dòng)相關(guān)的機(jī)械損失的交變壓縮機(jī)。因此，本發(fā)明涉及用于交變壓縮機(jī)的壓縮氣缸，其包括用于接納往復(fù)活塞的開口端部以及在開口端部附近形成的具有至少兩個(gè)隔開的凹部區(qū)域(4)的內(nèi)表面。
文檔編號(hào)F04B39/00GK102192127SQ201010606549
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月2日
發(fā)明者A·L·曼克, L·A·M·雷丁 申請(qǐng)人:惠而浦股份有限公司