本发明涉及压缩机技术领域,特别涉及泵体组件、压缩机及空调器。
背景技术:
随着空调技术的发展,变频压缩机得到了越来越广泛的应用。各空调系统厂家为了能够更加精确的控制室内温度,同时国内apf(annualperformancefactor,全年能源消耗效率)越来越注重中低频转速的占比,故各厂家将压缩机最低转速设定的越来越低,近几年甚至出现了1hz的空调。但是,过低的转速、较轻的负荷运行,空调系统外机极易产生“嗒嗒嗒”的声音。此现象经常造成客户投诉。
技术实现要素:
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种泵体组件,能够减小压缩机在低转速下产生的噪音、减少对滑槽的壁面平行度影响。
本发明还提出一种具有上述泵体组件的压缩机及空调器。
根据本发明的第一方面实施例的泵体组件,包括滑片、气缸、弹性件、活塞和曲轴,所述气缸设有滑槽、弹簧孔和油槽,所述滑槽用于放置所述滑片,所述油槽与所述滑槽连通,并且所述油槽位于所述滑槽的排气侧,所述油槽与所述弹簧孔连通,所述气缸形成有沿所述气缸的轴向贯通的压缩腔;所述弹性件设于所述弹簧孔中,所述弹性件用于按压所述滑片,使所述滑片向所述气缸的中心方向滑动;所述活塞与所述滑片抵接,并位于所述压缩腔内;所述曲轴沿所述气缸的轴向穿设于所述压缩腔,所述活塞套设于所述曲轴;其中,所述弹簧孔距离所述气缸的中心最小距离为l3,所述油槽距离所述气缸的中心最小距离为l2,所述油槽的最大宽度为a,所述气缸的内径为d,所述滑片的最大长度为m,所述曲轴偏心量为e,满足关系式:l3≤l2 a且l2≤d/2 m-2e。
根据本发明实施例的泵体组件,至少具有如下有益效果:通过在滑槽的排气侧设置油槽,同时限定油槽的位置,使得始终有部分滑片落入油槽所在的区域,可以使滑槽的至少一个区域的润滑状态由为固体润滑或边界润滑改善为边界润滑或流体润滑,进而减小摩擦力,降低噪音。
根据本发明的一些实施例,所述滑槽的最大长度为l,所述油槽的宽度a满足:a≤l/3。
根据本发明的一些实施例,所述滑槽的最大长度为l,滑槽距离所述气缸的中心最大距离为l1,满足关系式:l2 a/2≦l1-l/2。
根据本发明的一些实施例,满足关系式:l3≦l2 a≦d/2 m-2e 1mm。
根据本发明的一些实施例,在所述气缸的径向截面上,所述油槽形状为梯形、圆形、方形和三角形中的至少一种。
根据本发明的一些实施例,在所述气缸的轴向上,所述气缸的一侧设有第一轴承,另一侧设有第二轴承,所述曲轴穿设于所述第一轴承和所述第二轴承。
根据本发明的一些实施例,所述气缸设有第一壁面、第二壁面和第三壁面,所述第一壁面、所述第二壁面和所述第三壁面围设成所述油槽,所述第二壁面沿所述气缸的径向设置,所述第一壁面连接于所述第二壁面的靠近所述弹性件的一端,并朝向所述弹性件倾斜设置,所述第三壁面连接于所述第二壁面的靠近所述活塞的一端,并朝向所述活塞倾斜设置。
根据本发明的一些实施例,所述气缸设有退刀孔,所述退刀孔与所述滑槽远离所述气缸的中心的一端连通。
根据本发明的第二方面实施例的压缩机,包括本发明的第一方面实施例的泵体组件。
根据本发明实施例的压缩机,至少具有如下有益效果:通过在滑槽的排气侧设置油槽,可以使滑槽面压最大的至少一个区域的润滑状态由为固体润滑或边界润滑改善为边界润滑或流体润滑,进而减小摩擦力,降低压缩机的噪音。
根据本发明的一些实施例,所述压缩机还包括电机组件,所述电机组件通过轴与所述泵体组件连接,以驱动所述泵体组件运行。
根据本发明的第三方面实施例的空调器,包括本发明的第二方面实施例的压缩机。
根据本发明实施例的空调器,至少具有如下有益效果:通过在滑槽的排气侧设置油槽,同时限定油槽的位置,使得始终有部分滑片落入油槽所在的区域,可以使滑槽的至少一个区域的润滑状态由为固体润滑或边界润滑改善为边界润滑或流体润滑,进而减小摩擦力,降低噪音。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明,其中:
图1为本发明实施例的泵体组件的示意图;
图2为图1示出的气缸、活塞和滑片的一种运动状态的示意图;
图3为图1示出的气缸、活塞和滑片的另一种运动状态的示意图;
图4为图2示出的滑片的受力分析图;
图5为图2中a处的放大图。
附图标记:
101、气缸;102、曲轴;103、第一轴承;104、第二轴承;
201、滑槽;202、油槽;203、滑片;204、压缩腔;205、弹簧孔;206、活塞;207、退刀孔;
501、第一壁面;502、第二壁面;503、第三壁面。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
空调器即空气调节器(airconditioner)。是指用人工手段,对建筑或构筑物内环境空气的温度、湿度、流速等参数进行调节和控制的设备。
一般包括冷源/热源设备,冷热介质输配系统,末端装置等几大部分和其他辅助设备。末端装置则负责利用输配来的冷热量,具体处理空气状态,使目标环境的空气参数达到一定的要求。
家用空调的种类分为很多种,其中常见的包括挂壁式空调、立柜式空调、窗式空调和吊顶式空调。
一般空调器主要包括压缩机、冷凝器、蒸发器、四通阀和单向阀毛细管组件等结构。
压缩机(compressor),是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械,是制冷系统的心脏。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体,通过电机运转带动活塞对其进行压缩后,向排气管排出高温高压的制冷剂气体,为制冷循环提供动力。
从而实现压缩→冷凝(放热)→膨胀→蒸发(吸热)的制冷循环。压缩机分为活塞压缩机、螺杆压缩机、离心压缩机、直线压缩机等。
冷凝器(condenser)为制冷系统的机件,属于换热器的一种,能把气体转变成液体,将管子中的热量,以很快的方式,传到管子附近的空气中。冷凝器工作过程是个放热的过程,所以冷凝器温度都是较高的。
蒸发是液态转化为气态的物理过程。一般而言,蒸发器即液态物质转化为气态的物体。工业上有大量的蒸发器,其中应用于制冷系统的蒸发器是其中一种。蒸发器是制冷四大件中很重要的一个部件,低温的冷凝液体通过蒸发器,与外界的空气进行热交换,气化吸热,达到制冷的效果。蒸发器主要由加热室和蒸发室两部分组成。加热室向液体提供蒸发所需要的热量,促使液体沸腾汽化;蒸发室使气液两相完全分离。
四通阀,液压阀术语,是具有四个油口的控制阀。四通阀是空调器中不可缺少的部件,其工作原理是,当电磁阀线圈处于断电状态,先导滑阀在右侧压缩弹簧驱动下左移,高压气体进入毛细管后进入右端活塞腔,另一方面,左端活塞腔的气体排出,由于活塞两端存在压差,活塞及主滑阀左移,使排气管与室外机接管相通,另两根接管相通,形成制冷循环。当电磁阀线圈处于通电状态,先导滑阀在电磁线圈产生的磁力作用下克服压缩弹簧的张力而右移,高压气体进入毛细管后进入左端活塞腔,另一方面,右端活塞腔的气体排出,由于活塞两端存在压差,活塞及主滑阀右移,使排气管与室内机接管相通,另两根接管相通,形成制热循环。
毛细管组件包括毛细管和单向阀。其中单向阀普遍应用于空调室外机中,它由辅助毛细管及单向阀组成,空调不同型号的机器的单向阀组件大同小异。在单向阀上有一个箭头,它表示气流只能是按照箭头的方向流动,反向则停止,只能从辅助毛细管通过。单向阀组件只用在空调制热过程中,制冷中单向阀组件是不起作用的。单向阀组件在制热时的作用是为了增大制冷剂的流动阻力,减小制冷剂的流动速度,使制冷剂在室外机充分蒸发,使压缩机排出的制冷剂气体变为制冷剂液体,提高空调制热效果。
制冷的工作过程是:压缩机将冷媒压缩成高温高压液体送至冷凝器进行放热,通过室外侧轴流风机的作用,将热量放至室外,再经过膨胀阀(毛细管)降压节流后,进入蒸发器,在蒸发器中,蒸发吸热,变成过热蒸气后,再回到压缩机,室内机的贯流风机将通过蒸发器进行热交换的冷空气吹向室内,如此往复循环,达到使室内降温的目的。
制热的工作过程是:压缩机排出高温高压气体制冷剂,通过四通阀的换向,不进入室外热交换器,而是进入室内热交换器,在室内热交换器中,高压高温气体制冷剂放出热量,冷凝成液体,完成制热过程。然后,制冷剂通过节流系统节流降压,到达室外热交换器,吸收热量,蒸发成气体制冷剂,再次回到压缩机,完成制热过程,循环往复。
定频,就是说供电频率是固定的,定频空调就是供电频率是固定的空调。我国家庭用电器是220v/50hz的,因此对于定频空调运行的频率是50hz,因此定频空调压缩机转速基本上维持在恒定值,如果室内要想保持在所设温度值,那么压缩机只有不断地通电与断电,才能使温度相对恒定。
变频,意思就是说供电频率是可变的,可调节的,变频空调就是供电频率是可变的空调。变频空调的供电频率范围在30~130hz之间,变频空调可以通过调节供电频率来调整压缩机转速,实现无级调速,能够根据所设置的温度,自动调节温度。
变频空调也是指加装了变频器的常规空调。压缩机是空调的心脏,其转速直接影响到空调的使用效率,变频器就是用来控制和调整压缩机转速的控制系统,使之始终处于最佳的转速状态,从而提高能效比(比常规的空调节能至少30%)。
变频空调的基本结构和制冷原理和普通空调完全相同。变频空调的主机是自动进行无级变速的,它可以根据房间情况自动提供所需的冷(热)量;当室内温度达到期望值后,空调主机则以能够准确保持这一温度的恒定速度运转,实现“不停机运转”,从而保证环境温度的稳定。
国内规定的电压220v,频率50hz的电流经整流滤波后得到310v左右的直流电,此直流电经过逆变后,就可以得到用以控制压缩机运转的变频电源,这就能将50赫兹的电网频率转变为30-130赫兹,变频空调就是一种使用变频压缩机和模糊控制技术的空调器,能根据室内气温的变化,调节制冷速度。一个15平方米的房间,变频空调比定频式调温速度快6~10分钟。达到设定温度后,变频空调又能以仅为定频空调10%的功率低速运转,以调节温度细微损耗,维持恒温状态。
变频式空调器一般带有微机(电脑)控制。它检测室内外信号如温度(室内外温度、蒸发器温度、冷凝器温度、吸气管口温度、膨胀阀出入口温度等),风机转速,电动机电流等。并由微机发出风机、压缩机运转速、制冷剂流量、阔的切换、安全保护等信号。此类机装有电子膨胀间节流。它随微处理器发出的信号,随时改变制冷剂流量,故它的效率比普遍使用毛细管节流方式的高。同时在制冷方式中,无化霜烦恼(化霜不停机)。因此空调在制热时不会像普通机在除霜倒泵逆转时,吹出冷风使室温下降。
“变频”采用了比较先进的技术,启动时电压较小,可在低电压和低温度条件下启动,这对于某些地区由于电压不稳定或冬天室内温度较低而空调难以启动的情况,有一定的改善作用。由于实现了压缩机的无级变速,它也可以适应更大面积的制冷制热需求。
所谓的“变频空调”是与传统的“定频空调”相比较而产生的概念。众所周知,我国的电网电压为220伏、50赫兹,在这种条件下工作的空调称之为“定频空调”。由于供电频率不能改变,传统的定频空调的压缩机转速基本不变,依靠其不断地“开、停”压缩机来调整室内温度,其一开一停之间容易造成室温忽冷忽热,并消耗较多电能。而与之相比,“变频空调”变频器改变压缩机供电频率,调节压缩机转速。依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的,室温波动小、电能消耗少,其舒适度大大提高。而运用变频控制技术的变频空调,可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式,使居室在短时间内迅速达到所需要的温度并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动,实现了快速、节能和舒适控温效果。
供电频率高,压缩机转速快,空调器制冷(热)量就大;而当供电频率较低时,空调器制冷(热)量就小。这就是所谓“变频”的原理。变频空调的核心是它的变频器,变频器是20世纪80年代问世的一种高新技术,它通过对电流的转换来实现电动机运转频率的自动调节,把50hz的固定电网频率改为30至130hz的变化频率,使空调完成了一个新革命。同时,还使电源电压范围达到142v至270v,彻底解决了由于电网电压的不稳定而造成空调器不能正常工作的难题。变频空调每次开始使用时,通常是让空调以最大功率、最大风量进行制热或制冷,迅速接近所设定的温度。由于变频空调通过提高压缩机工作频率的方式,增大了在低温时的制热能力,最大制热量可达到同级别空调器的1.5倍,低温下仍能保持良好的制热效果。此外,一般的分体机只有四档风速可供调节,而变频空调器的室内风机自动运行时,转速会随压缩机的工作频率在12档风速范围内变化,由于风机的转速与空调器的能力配合较为合理,实现了低噪音的宁静运行。当空调高功率运转,迅速接近所设定的温度后,压缩机便在低转速、低能耗状态运转,仅以所需的功率维持设定的温度。这样不但温度稳定,还避免了压缩机频繁地开开停停所造成的对寿命的衰减,而且耗电量大大下降,实现了高效节能。
由于变频空调具有上述的优点,国内apf(annualperformancefactor,全年能源消耗效率)越来越注重中低频转速的占比,故各厂家将压缩机最低转速设定的越来越低,近几年甚至出现了1hz的空调。但是,过低的转速、较轻的负荷运行,空调系统外机极易产生“嗒嗒嗒”的声音。
经多次试验、逐一排查,发现该声音为压缩机运行过程中,滑片与活塞时而接触时而分离,造成滑片撞击活塞,产生噪音。即旋转式压缩机在过低的转速运行过程中,滑片容易撞击活塞,从而产生“嗒嗒嗒”的声音。
旋转式压缩机,其电机无需将转子的旋转运动转换为活塞的往复运动,而是直接带动旋转活塞作旋转运动来完成对制冷剂蒸气的压缩。这种空压机更适合于小型空调器,特别是在家用空调器上的应用更为广泛。
旋转式压缩机一般包括一个密闭的外套或机壳、一个压缩机气缸体和一个开动压缩机的驱动电机。压缩机气缸包括一个轴向气缸,里面有一个套于曲轴偏心部分的辊套(即本方案的所指的活塞)。曲轴的支承可用一个或多个轴承,例如一个主轴承和一个外端轴承。压缩机通常也作为气缸体的端板使气缸形成一个辊套在内旋转的压缩室(即本方案的所指的压缩腔)。压缩机气缸体还包括一个轴向槽(即本方案的所指的滑槽),叶片(即本方案的所指的滑片)在里面往复滑动,叶片的端部贴接辊套的圆周,将压缩室分为一个高压侧或排气侧和一个低压侧或吸气侧。
工作时气体被吸入压缩室的吸气侧,经压缩后从压缩室高压侧和压缩机机壳之间的排气通道排出。
参照图1至图3所示,可以理解的是,本发明的第一方面实施例的泵体组件,包括滑片203、气缸101、弹性件(图中未示出)、活塞206和曲轴102。
其中,气缸101设置有滑槽201、弹簧孔205和油槽202,滑槽201用于放置滑片203,滑片203在滑槽201里面往复滑动,油槽202沿气缸101的轴向设置,油槽202与滑槽201连通,并且油槽202位于滑槽201的排气侧,即图2中的右侧。
气缸101形成有沿气缸101的轴向贯通的压缩腔204;活塞206位于压缩腔204内,活塞206在压缩腔204内偏心转动,滑片203与活塞206抵接,将压缩腔204分为一个高压侧或排气侧(即图2中的右侧)和一个低压侧或吸气侧(即图2中的左侧)。
曲轴102沿气缸101的轴向设置,并且曲轴102穿设于气缸101的压缩腔204,活塞206套设于曲轴102。曲轴102带动活塞206在气缸101的压缩腔204中做偏心转动,从而完成吸气、压缩和排气的过程。
弹性件设于弹簧孔205中,弹簧孔205自气缸101的外周面向气缸101的中心延伸,弹性件用于按压滑片203,使滑片203向气缸101的中心方向滑动。弹性件可以采用弹簧等弹性元件,实现滑片203的复位。
可以理解的是,油槽202与弹簧孔205连通,可以使得弹簧孔205中的润滑油进入油槽202中,保证油槽202更容易储存润滑油,从而提升滑片203的润滑效果。
滑槽201远离气缸101的中心的一端为第一端(即图2中的后端),滑槽201靠近气缸101的中心的一端为第二端(即图2中的前端),气缸101还设置有退刀孔207,退刀孔207与滑槽201的第一端连通。
滑片203的后端侧的面由从退刀孔207供给的润滑油润滑,滑片203的前端侧的面由压缩腔204内的润滑油润滑。
具体对滑片203的受力进行分析,空调系统在低频运行时,旋转式压缩机的滑片203主要受弹簧力、吸排气气体力、油膜阻尼力、摩擦力、惯性力。
为保证压缩机运行过程中,滑片203始终与活塞206贴合而不发生分离,则要求滑片203在往复运行方向所受的合力始终大于0,当滑片203所受的合力背离活塞206的运动方向时,滑片203与活塞206会产生分离,由此引起撞击,从而形成“嗒嗒嗒”的声音。
参照图4所示,可以理解的是,滑片203合力公式如下:
f滑片=f惯性力 f弹簧力 f阻尼力 f气体力 f摩擦力
其中,f惯性力与滑片203的重量相关,且数量级远小于其它力,对滑片203合力影响极小。
f弹簧力与弹簧有关,对于已经选定的弹簧,该值为定值,与空调工况无关。
f气体力对于已经确定、确定压缩机转角下该值为定值,无法改善。
f阻尼力为油膜产生的剪切力,与滑片203运动方向相反。
f摩擦力为吸气侧粗糙接触摩擦力和排气侧粗糙接触摩擦力之和,等于吸气侧粗糙接触压力与排气侧粗糙接触压力之和乘以摩擦系数u,与工况有关,无法改善,但摩擦系数u可以降低,以降低f摩擦力。
综上,压缩机在低负荷、低频运行时,排气温度低,润滑油粘度较大,故f阻尼力增大,恶化了滑片203的受力,致使滑片203合力小于0,与活塞206产生脱离。由于润滑油粘度由其物性决定的,故f阻尼力在润滑油牌号不变的情况,无法改善。因此,目前仅剩改善滑片203吸排气摩擦系数u了。
参照图2和图3所示,可以理解的是,在压缩机运行过程中,滑片203在滑槽201中处于倾斜状态,其中吸气侧以t点为支点,排气侧以w点为支点。由于滑片203倾斜,滑片203与滑槽201接触面积较小,但是此处的力吸气侧粗糙接触压力和排气侧粗糙接触压力却比较大,故此两处通常是滑槽201面压最大的两个区域。故,致使这两个区域的润滑情况经常为固体润滑或边界润滑,此时的摩擦系数u比较大。
可以理解的是,滑片203包括第三端和第四端,第三端与活塞206抵接。参照图2所示,当活塞206运动至接近滑槽201的第一端时,滑片203的第四端伸出于滑槽201,并位于退刀孔207中。参照图3所示,当活塞206运动至远离滑槽201的第一端时,滑片203的第四端位于滑槽201内。
可以理解的是,t点为滑片203在吸气侧与滑槽201的边缘接触的点,也即滑片203在吸气侧与滑槽201的第二端接触的点。同样,当滑片203的第四端位于退刀孔207中时,w点为滑片203在排气侧与滑槽201的边缘接触的点,也即滑片203在排气侧与滑槽201的第一端接触的点;当滑片203的第四端位于滑槽201内时,w点为滑片203的第四端在排气侧与滑槽201接触的点。也就是说,排气侧的滑槽201面压最大的区域,为w点所在的区域。
故可以理解是,在排气侧设置一个油槽202,润滑油随着滑片203的往复运动更容易进入滑片203和滑槽201之间的间隙中,可以使排气侧的滑槽201面压最大的区域润滑状态由为固体润滑或边界润滑改善为边界润滑或流体润滑。
不加润滑剂时,相对运动的零件表面直接接触,这样产生的摩擦称为干摩擦(如真空中)。
两表面加入润滑油后,在金属表面会形成一层边界膜,它可能是物理吸附膜,也可能是化学反应膜。不满足流体动压形成条件,或虽有动压力,但压力较低,油膜较薄时,在载荷的作用下,边界膜互相接触,横向剪切力比较弱,这种摩擦状态称为边界摩擦。
当两摩擦表面被流体(液体或气体)完全隔开时,摩擦表面不会产生金属间的直接摩擦,流体分子层间的粘剪阻力就是摩擦力,这种摩擦称为流体摩擦。
固体润滑的定义是:能保护相对运动表面免于损伤并减少其摩擦与磨损而使用的任何固体粉末或薄膜。在固体润滑过程中,固体润滑剂和周围介质要与摩擦表面发生物理、化学反应生成固体润滑膜,降低摩擦磨损。
在一定的条件下,两摩擦表面可以被一薄层粘性流体完全分开,并由所建立的流体膜压力平衡外载荷,这种状态称为流体润滑。由于两摩擦表面不直接接触,当两表面发生相对运动时,就只在流体的分子间发生摩擦,而流体润滑的摩擦性质完全决定于流体的粘性。所用的粘性流体可以是液体,如各种润滑油和水,也可以是气体,如空气、氢,氦等,前者称之为液体润滑,后者称之为气体润滑。
边界润滑(boundarylubrication)是由液体摩擦过渡到干摩擦(摩擦副表面直接接触)过程之前的临界状态。是不光滑表面之间,发生部分表面接触的润滑状况。此时润滑油的总体粘度特性没有发挥作用。这时决定摩擦表面之间摩擦学性质的是润滑剂和表面之间的相互作用及所生成的边界膜的性质。边界润滑是一种重要的润滑方式,当摩擦付在负荷增大、转速加快或润滑材料粘度减小的情况下,易产生边界润滑。这时,摩擦面上存在一层与介质性质不同的薄膜,厚度在0.1μm以下,不能防止摩擦面微凸体的接触,但有良好的润滑性能,可减少摩擦面间的摩擦和磨损。
参照图2和图5所示,可以理解的是,弹簧孔205距离气缸101的中心最小距离为l3,油槽202距离气缸101的中心最小距离为l2,油槽202的最大宽度为a,气缸101的内径为d,滑片203的最大长度为m,曲轴102偏心量为e,满足关系式:l3≤l2 a且l2≤d/2 m-2e。通过在滑槽201的排气侧设置油槽202,且限定油槽202与弹簧孔205、滑片203、气缸101和曲轴102的相对关系,可以使滑槽201面压最大的至少一个区域的润滑状态由为固体润滑或边界润滑改善为边界润滑或流体润滑,进而减小摩擦力,降低噪音。
可以理解的是,气缸101的中心指的是气缸101的内径的中点,也即在气缸101的径向截面上,气缸101的中心指的是压缩腔204的圆心。油槽202的宽度a指的是,在气缸101的径向上,油槽202的前后两端点的最大距离。滑片203的长度m指的是,在气缸101的径向上,滑片203的前后两端点的最大距离。滑槽201的长度l指的是,在气缸101的径向上,滑槽201的前后两端点的最大距离。
可以理解的是,油槽202距离气缸101的中心最小距离为l2,油槽202的最大宽度为a,那么l2 a表示油槽202距离气缸101的中心的最大距离,则l3≤l2 a表示,弹簧孔205距离气缸101的中心最小距离l3小于或等于油槽202距离气缸101的中心的最大距离,保证在气缸101的轴向上,油槽202与弹簧孔205至少部分重叠,进而使得油槽202跟弹簧孔205保持直接连通,而不需要借助其他辅助的油道。
可以理解的是,活塞206外径为d,曲轴102偏心量e=d/2-d/2,那么d/2 m-2e=d m-d/2,而d m表示活塞206外径与滑片203的长度之和。可以理解为,图2表示活塞206运动到其运动轨迹的最高点,此时,滑片203也到达其运动轨迹的最高点,滑片203的第四端距离气缸101的中心为m d/2。当活塞206运动到其运动轨迹的最低点时,滑片203也到达其运动轨迹的最低点,滑片203的第四端距离气缸101的中心为d m-d/2。所以,l2≤d/2 m-2e表示油槽202距离气缸101的中心最小距离l2小于或等于滑片203到达其运动轨迹的最低点时,滑片203的第四端距离气缸101的中心的距离,保证滑片203始终有部分落入油槽202范围内,油槽202中的润滑油始终能够提供给滑片203,保证润滑效果。
可以理解的是,所述滑槽201的最大长度为l,油槽202的宽度a满足:a≤l/3。根据试验及仿真情况来看,排气侧油槽202并非越宽越好,当满足a≤l/3时,更加有利于降低噪音。
参照图2所示,可以理解的是,滑槽201距离所述气缸101的中心最大距离为l1,满足关系式:l2 a/2≦l1-l/2。a/2表示为油槽202的中心位置,l2 a/2表示为油槽202的中心位置距离气缸101的中心的距离。l/2表示为滑槽201的中心位置,l1-l/2表示为滑槽201的中心位置距离气缸101的中心的距离。所以,l2 a/2≦l1-l/2表示油槽202的中心位置距离气缸101的中心的距离小于或等于滑槽201的中心位置距离气缸101的中心的距离,即油槽202的中心位置位于滑槽201的更靠近气缸101的中心的一端。
可以理解的是,一般使用多组不同宽度的拉刀(包括粗刀和精刀)安装在一根超过长2m左右的拉杆上,拉杆位于压缩腔204内,然后沿气缸101的轴向方向上下垂直运动,以加工出滑槽201。正常情况,拉刀左右受力是均匀的,那么整个拉杆在加工滑槽201过程中可以保证垂直,这样拉出来的滑槽201两侧壁的平面平行度良好。
而对于有油槽202的气缸101而言,由于油槽202是设计在滑槽201的排气侧,是非对称设计,那么加工油槽202的竖槽刀的设计也是非对称设计。可以理解的是,竖槽刀包括刀头、刀颈和刀柄,刀头用于加工油槽202,刀柄安装在拉杆上,刀颈的两端分别连接刀头和刀柄,至少部分刀颈位于滑槽201内。另外,竖槽刀一般安装在粗刀前面,精刀后面。这种单侧设计结构,使得在加工过程中,拉杆单侧受力,如若竖槽刀刚性较低,特别是刀颈比较长的时候,竖槽刀容易产生变形或者拉杆容易倾斜。这样会使加工出来的滑槽201两侧壁的平面平行度较差。导致滑片203与滑槽201摩擦力偏大,甚至出现严重磨损。
故为了改善上述情况,在竖槽刀总长一定的情况,加宽刀颈厚度就可以改善上述问题。不过由于刀颈的宽度受限于滑槽201的宽度(刀颈宽度小于靠近竖槽刀最近的粗刀的宽度)。另外随着压缩机高效化设计,滑槽201宽度设计越来越小,故增加刀颈宽度难度较大。
故通过设计l2 a/2≦l1-l/2,限定油槽202的中心位置位于滑槽201的更靠近气缸101的中心的一端,可以减小刀颈的长度。如此一来,使得滑槽201的加工精度得到了很大的改善。根据不同批次调查,当油槽202更靠近气缸101的中心时,滑槽201在量产时,两侧壁的平面平行度可控制在4μm以内,而当油槽202更靠近气缸101的外周缘时,滑槽201在量产时,两侧壁的平面平行度大于5μm,并且不同批次测量得到的平均值波动较大。
可以理解的是,满足关系式:l3≦l2 a≦d/2 m-2e 1mm。l2 a表示为油槽202距离气缸101的中心最大距离,缩小了油槽202位置范围,其目的在于使滑片203在整个运行过程中覆盖油槽202的全部宽度,其可以更好的发挥油槽202的作用,效果佳。
参照图1所示,可以理解的是,气缸101的一侧设置有第一轴承103,另一侧设置有第二轴承104。第一轴承103即位于图1中气缸101上方的上轴承,第二轴承104即位于图中气缸101下方的下轴承,曲轴102穿设于第一轴承103和第二轴承104。通过连接第一轴承103和第二轴承104,使得曲轴102安装更加稳定,在转动过程中,运转更加平稳。
可以理解的是,油槽202形状可以为梯形,即在气缸101的横截面上,油槽202形状为梯形。当然,油槽202形状还可以是圆形、方形和三角形,或者上述多种形状的组合。
参照图5所示,可以理解的是,气缸101设有第一壁面501、第二壁面502和第三壁面503,第一壁面501、第二壁面502和第三壁面503围设成油槽202,第二壁面502沿气缸101的径向设置,第二壁面502与滑槽201的侧壁平行,第一壁面501连接于第二壁面502的靠近弹性件的一端,并朝向弹性件倾斜设置,第一壁面501从靠近滑槽201的第一端的一侧将润滑油引入到油槽202中。第三壁面503连接于第二壁面502的靠近活塞206的一端,并朝向活塞206倾斜设置,第三壁面503从靠近滑槽201的第二端的一侧将润滑油引入到油槽202中。通过在第二壁面502的两侧设置倾斜设置的第一壁面501和第三壁面503,使得润滑油更容易进入滑片203和滑槽201之间的间隙中,提高润滑效果。
本发明的第二方面实施例的压缩机,包括本发明的第一方面实施例的泵体组件。通过采用第一方面实施例的泵体组件,使得压缩机减小摩擦力,降低噪音。
可以理解的是,压缩机还包括外壳(图中未示出)和电机组件(图中未示出),泵体组件和电机设在外壳内,电机位于油液液面的上方,曲轴102与电机的转子相连且相对于外壳可转动,曲轴102具有油路,泵体组件设置有吸油油道,吸油油道的一端延伸至油路,且另一端延伸至油液中以将油液泵入油路中。
本发明的第三方面实施例的空调器,包括本发明的第二方面实施例的压缩机。由于空调器具有压缩机的全部实施例的技术方案,因此也具有其全部的有益效果,在此不再赘述。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
1.泵体组件,应用于旋转式压缩机,其特征在于,包括:
滑片;
气缸,所述气缸设有滑槽、弹簧孔和油槽,所述滑槽用于放置所述滑片,所述油槽与所述滑槽连通,并且所述油槽位于所述滑槽的排气侧,所述油槽与所述弹簧孔连通,所述气缸形成有沿所述气缸的轴向贯通的压缩腔;
弹性件,设于所述弹簧孔中,所述弹性件用于按压所述滑片,使所述滑片向所述气缸的中心方向滑动;
活塞,与所述滑片抵接,并位于所述压缩腔内;
曲轴,沿所述气缸的轴向穿设于所述压缩腔,所述活塞套设于所述曲轴;
其中,所述弹簧孔距离所述气缸的中心最小距离为l3,所述油槽距离所述气缸的中心最小距离为l2,所述油槽的最大宽度为a,所述气缸的内径为d,所述滑片的最大长度为m,所述曲轴偏心量为e,满足关系式:l3≤l2 a且l2≤d/2 m-2e。
2.根据权利要求1所述的泵体组件,其特征在于,所述滑槽的最大长度为l,所述油槽的宽度a满足:a≤l/3。
3.根据权利要求1所述的泵体组件,其特征在于,所述滑槽的最大长度为l,滑槽距离所述气缸的中心最大距离为l1,满足关系式:l2 a/2≦l1-l/2。
4.根据权利要求1所述的泵体组件,其特征在于,满足关系式:l3≦l2 a≦d/2 m-2e 1mm。
5.根据权利要求1所述的泵体组件,其特征在于,在所述气缸的径向截面上,所述油槽形状为梯形、圆形、方形和三角形中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的泵体组件,其特征在于,在所述气缸的轴向上,所述气缸的一侧设有第一轴承,另一侧设有第二轴承,所述曲轴穿设于所述第一轴承和所述第二轴承。
7.根据权利要求1所述的泵体组件,其特征在于,所述气缸设有第一壁面、第二壁面和第三壁面,所述第一壁面、所述第二壁面和所述第三壁面围设成所述油槽,所述第二壁面沿所述气缸的径向设置,所述第一壁面连接于所述第二壁面的靠近所述弹性件的一端,并朝向所述弹性件倾斜设置,所述第三壁面连接于所述第二壁面的靠近所述活塞的一端,并朝向所述活塞倾斜设置。
8.根据权利要求1所述的泵体组件,其特征在于,所述气缸设有退刀孔,所述退刀孔与所述滑槽远离所述气缸的中心的一端连通。
9.压缩机,其特征在于,包括权利要求1至8任一项所述的泵体组件。
10.根据权利要求9所述的压缩机,其特征在于,所述压缩机还包括电机组件,所述电机组件通过轴与所述泵体组件连接,以驱动所述泵体组件运行。
11.空调器,其特征在于,包括权利要求9或10所述的压缩机。
技术总结