Brevet FR2916812A1 — publié le 20081205

Compresseur à plateau cyclique à capacité variable Cette demande revendique la priorité sur la demande de brevet Coréen No 10-2007-0054078, enregistrée le 01 juin 2007 au bureau de la propriété intellectuelle de Corée. La présente invention concerne un compresseur utilisé dans un système de climatisation pour une voiture et, plus particulièrement, un compresseur à plateau cyclique à capacité variable qui change la capacité de décharge en ajustant la pression de la chambre de vilebrequin. De manière générale, les compresseurs à plateau cyclique comprennent des compresseurs à plateau cyclique à capacité fixe et des compresseurs à plateau cyclique à capacité variable selon l'utilisation. Les compresseurs à plateau cyclique à capacité variable changent l'angle d'inclinaison d'un plateau cyclique en utilisant une soupape de commande dépendant d'un changement de la charge et commandent la quantité de transport d'un piston pour réaliser une commande de manière précise et changer simultanément un angle d'inclinaison en continu afin de réduire un changement rapide du couple d'un moteur dû au compresseur de sorte que la sensation de confort dans la conduite d'une voiture soit augmentée. La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un compresseur à plateau cyclique à capacité variable classique. Comme représenté sur la figure 1, le compresseur à plateau cyclique à capacité variable classique comprend un bloc-cylindres 12 dans lequel est formée une pluralité d'alésages de cylindre 12a, un logement avant 11 qui est isolé et relié au côté avant du bloc-cylindres 12 et un logement arrière 13 qui est isolé et relié au côté arrière du bloc-cylindres 12 en interposant une unité de soupape 14 entre le bloc-cylindres 12 et le logement arrière 13. Une chambre de vilebrequin 15 est formée à l'intérieur du logement avant 11. Un côté d'un arbre d'entraînement 16 est supporté de manière rotative à proximité du centre du logement avant 11. L'autre extrémité de l'arbre d'entraînement 16 traverse la chambre de vilebrequin 15 et est supportée de manière rotative par le bloc-cylindres 12. Un rotor 23 et un plateau cyclique 24 sont installés sur l'arbre d'entraînement 16 et un ressort 25 pour supporter de manière élastique le plateau cyclique 24 est interposé entre le rotor 23 et le plateau cyclique 24. Une bille 26 est formée au niveau d'un côté du plateau cyclique 24. Par conséquent, au fur et à mesure que le rotor 23 tourne, la bille 26 du plateau cyclique 24 est déplacée de façon à être glissée dans un orifice de guidage du rotor 23 et un angle d'inclinaison du plateau cyclique 24 est modifié. En outre, des pistons 21 sont insérés en insérant un patin 27 dans la face périphérique externe du plateau cyclique 24 et effectuent un mouvement de va-et-vient dans chacun des alésages de cylindre 12a du bloc-cylindres 12. Chaque élément parmi une chambre d'aspiration 31 et une chambre de décharge 32 est formé dans le logement arrière 13. La chambre d'aspiration 31 et la chambre de décharge 32 sont reliées à une partie extérieure du compresseur par l'intermédiaire d'un circuit réfrigérant externe (non représenté). Entre-temps, un séparateur d'huile 39 est installé à l'extrémité arrière de l'arbre d'entraînement 16 et est couvert par une chambre d'huile 40. Un orifice de communication 42 reliant la chambre de vilebrequin 15 et le séparateur d'huile 39 est formé dans l'arbre d'entraînement 16. Le séparateur d'huile 39 a la forme d'un capuchon cylindrique. Quand le compresseur fonctionne, la pression de la chambre de vilebrequin 15 est changée (par exemple, d'une faible pression à une pression élevée) selon la manipulation de la soupape de commande 38 de sorte qu'un réfrigérant restant dans la chambre de vilebrequin 15 soit évacué vers la chambre d'aspiration 31 par l'intermédiaire du séparateur d'huile 39 le long de l'orifice de communication 42 de l'arbre d'entraînement 16. Un gaz réfrigérant traversant le séparateur d'huile 39 et se trouvant à proximité d'une circonférence interne du séparateur d'huile 39 tourne conjointement avec le séparateur d'huile 39. De l'huile à l'état de brume qui existe dans le gaz réfrigérant est séparée du gaz réfrigérant de manière centrifuge. L'huile qui est séparée de manière centrifuge par le séparateur d'huile 39 de cette manière est attachée à la circonférence interne du séparateur d'huile 39 et est déplacée de façon à être glissée vers l'extrémité arrière du séparateur d'huile 39. L'huile est évacuée vers l'extérieur à travers un espace entre l'extrémité avant du séparateur d'huile 39 et l'unité de soupape 14 ou une partie creuse 39b et reste dans la chambre d'huile 40. De plus, l'huile est amenée en continu à un passage d'amenée d'air 37 à travers un passage de communication 40a et est renvoyée à la chambre de vilebrequin 15 en utilisant un gaz réfrigérant etc. Cependant, selon le compresseur à plateau cyclique à capacité variable classique, un séparateur d'huile supplémentaire 39 est requis et un espace pour installer le séparateur d'huile 39 est requis. Par conséquent, la conception et le montage du compresseur présentent une limitation. En outre, de l'huile traverse le passage de communication 40a de l'arbre d'entraînement 16, la chambre d'aspiration 31 et le passage d'amenée d'air 37 etc. de manière séquentielle conjointement avec un réfrigérant de sorte qu'une perte d'huile due à un chemin d'écoulement long apparaisse inévitablement. La présente invention fournit un compresseur à plateau cyclique à capacité variable ayant une structure simple et pouvant être monté facilement, une fonction de séparation d'huile étant réalisée de manière suffisante sans qu'un séparateur d'huile supplémentaire soit fourni. La présente invention fournit également un compresseur à plateau cyclique à capacité variable qui minimise la perte d'huile en réduisant la longueur d'un chemin dans lequel s'écoule l'huile conjointement avec un réfrigérant. Selon un aspect de la présente invention, un compresseur à plateau cyclique à capacité variable est fourni, le compresseur comprenant : un bloc-cylindres ayant une pluralité d'alésages de cylindre ; un logement avant monté devant le bloc-cylindres et formant une chambre de vilebrequin à l'intérieur du logement avant ; un logement arrière monté derrière le bloc-cylindres et ayant une paroi de définition qui définit une chambre d'aspiration et une chambre de décharge à l'intérieur du logement arrière ; une unité de soupape installée entre le bloc-cylindres et le logement arrière et inhalant et évacuant un réfrigérant ; un arbre d'entraînement dans lequel un passage de communication de réfrigérant en communication avec la chambre d'aspiration est formé et qui est installé de manière rotative sur le bloc-cylindres et le logement avant ; un rotor relié à l'arbre d'entraînement à l'intérieur de la chambre de vilebrequin et tournant conjointement avec l'arbre d'entraînement ; un plateau cyclique relié à un bras articulé du rotor devant coulisser et relié à l'arbre d'entraînement de sorte qu'un angle d'inclinaison par rapport à un changement de la pression de la chambre de vilebrequin soit modifié ; un corps élastique installé entre le rotor et le plateau cyclique et renvoyant le plateau cyclique à sa position initiale ; et une pluralité de pistons se verrouillant mutuellement avec la rotation du plateau cyclique et effectuant un mouvement de va-et-vient à l'intérieur des alésages de cylindre, dans lequel au moins une partie d'échelon, perforant le rotor et l'arbre d'entraînement, faisant communiquer la chambre de vilebrequin et le passage de communication de réfrigérant et faisant saillie vers sa face interne de sorte qu'une coupe transversale de la au moins une partie d'échelon soit réduite suivant une direction du passage de communication du réfrigérant de la chambre de vilebrequin à une face interne de la partie d'échelon, est formée et au moins un passage de séparation d'huile, dans lequel l'huile est séparée de manière centrifuge d'un gaz réfrigérant s'écoulant à l'intérieur de l'arbre d'entraînement au fur et à mesure que l'arbre d'entraînement tourne, est formé. La partie d'échelon peut être formée dans un passage de séparation d'huile à l'intérieur du rotor. La chambre d'aspiration peut être formée à l'extérieur de la paroi de définition et la paroi de définition peut comprendre un passage de connexion de sorte que le passage de communication de réfrigérant et la chambre d'aspiration communiquent et qu'un orifice de connexion puisse être créé dans l'unité de soupape. Le compresseur peut comprendre en outre une bague entre l'arbre d'entraînement et le bloc-cylindres supportant la rotation de l'arbre d'entraînement et empêchant simultanément une fuite d'un réfrigérant. Les caractéristiques et avantages ci-dessus ainsi que d'autres caractéristiques et avantages de la présente invention deviendront plus apparents en décrivant de manière détaillée des modes de réalisation de celle-ci, à titre d'exemple, en faisant référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un compresseur à plateau cyclique à capacité variable classique ; la figure 2 est une vue en coupe transversale d'un compresseur à plateau cyclique à capacité variable selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 3 est une vue en perspective, en éclaté, d'un rotor, d'un plateau cyclique et d'un arbre d'entraînement représentés sur la figure 2 ; la figure 4 est une vue en coupe transversale d'une opération de séparation de l'huile d'un rotor et d'un arbre d'entraînement représentés sur la figure 2 ; la figure 5A est une vue avant d'un logement avant représenté sur la figure 2 ; les figures 5B et 5C sont des vues en perspective d'une unité de soupape et d'un logement arrière représentés sur la figure 2 ; et les figures 6 et 7 sont des graphiques représentant un effet de séparation d'huile selon un mode de réalisation de la présente invention. La présente invention sera maintenant décrite de manière plus détaillée en faisant référence aux dessins annexés, sur lesquels des modes de réalisation de l'invention sont représentés à titre d'exemple. Les modes de réalisation suivants représentent simplement la présente invention et la portée de l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation suivants. Par conséquent, les modes de réalisation décrits dans le présent mémoire et la configuration représentée sur les dessins sont juste des modes de réalisation de la présente invention à titre d'exemple et ne représentent pas l'ensemble de l'esprit technique de la présente invention. Par conséquent, on comprendra qu'il puisse y avoir plusieurs modes de réalisation équivalents et modifiés pouvant remplacer les modes de réalisation décrits dans le présent mémoire et la configuration représentée sur les dessins au moment de la rédaction du présent mémoire. La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un compresseur à plateau cyclique à capacité variable selon un mode de réalisation de la présente invention, la figure 3 est une vue en perspective, en éclaté, d'un rotor, d'un plateau cyclique et d'un arbre d'entraînement représentés sur la figure 2, la figure 4 est une vue en coupe transversale d'une opération de séparation de l'huile d'un rotor et d'un arbre d'entraînement représentés sur la figure 2, la figure 5A est une vue avant d'un logement avant représenté sur la figure 2, les figures 5B et 5C sont des vues en perspective d'une unité de soupape et d'un logement arrière représentés sur la figure 2. Comme représenté sur la figure 2, un compresseur de type à plateau cyclique à capacité variable 100 selon un mode de réalisation de la présente invention comprend un bloc-cylindres 110, dans lequel une pluralité d'alésages de cylindre 111 est formée suivant une direction axiale sur un cercle concentrique, un logement avant 120 qui est monté devant le bloc-cylindres 110 et dans lequel une chambre de vilebrequin 121 est formée et un logement arrière 130 qui est monté derrière le bloc-cylindres 110 et comprenant une paroi de définition 133 définissant une chambre d'aspiration 132 et une chambre de décharge 131. Une pluralité de pistons 140 est insérée dans chacun des alésages du cylindre 111 du bloc-cylindres 110 pour être interverrouillée avec un plateau cyclique 170 et pour effectuer un mouvement de va-et-vient. Le logement avant 120 est perforé de manière rotative à une extrémité d'un arbre d'entraînement 150 et la partie centrale du bloc-cylindres 110 est insérée dans l'extrémité arrière de l'arbre d'entraînement 150 de sorte que l'arbre d'entraînement 150 puisse être supporté de manière rotative. De plus, un rotor 160 est installé à l'intérieur de la chambre de vilebrequin 121 et est relié à l'arbre d'entraînement 150 et tourne conjointement avec l'arbre d'entraînement 150. Ici, un passage de communication de réfrigérant 151 est formé à l'intérieur de l'arbre d'entraînement 150 et communique avec la chambre d'aspiration 132. Un plateau cyclique 170 est installé de manière rotative à un manchon 165 qui peut coulisser sur l'arbre d'entraînement 150 à l'intérieur de la chambre de vilebrequin 121 et un bord du plateau cyclique 170 est relié de manière rotative à un patin 145 inséré dans un espace dans lequel un pont 141 des pistons 140 est inséré et le plateau cyclique 170 est relié à un bras articulé 163 du rotor 160 pour coulisser et tourner conjointement avec le rotor 160 et un angle d'inclinaison du plateau cyclique 170 par rapport à l'arbre d'entraînement 150 est ajusté. Une unité de soupape 190 est installée entre le bloc-cylindres 110 et le logement arrière 130, aspire un réfrigérant à l'intérieur des alésages de cylindre 111 depuis la chambre d'aspiration 131 pendant une course d'aspiration des pistons 140, et évacue un réfrigérant comprimé vers la chambre de décharge 131 depuis les alésages de cylindre 111 pendant une course de compression. De plus, comme représenté sur les figures 5B et 5C, la chambre d'aspiration 132 est formée à l'extérieur de la paroi de définition 133 et la paroi de définition 133 comprend un passage de connexion 134 de façon à faire communiquer le passage de communication de réfrigérant 151 et la chambre d'aspiration 132 l'une avec l'autre et un orifice de connexion 191 peut être formé dans l'unité de soupape 190. Entre-temps, une soupape de commande 200 est installée dans le logement arrière 130 de façon à faire communiquer automatiquement la chambre d'évacuation 131 et la chambre de vilebrequin 121. Par conséquent, la soupape de commande 200 modifie une pression différentielle entre l'aspiration de réfrigérant dans les alésages de cylindre 111 et une pression de gaz dans la chambre de vilebrequin 121 de sorte qu'un angle d'inclinaison du plateau cyclique 170 puisse être ajusté. En outre, un corps élastique 155 qui renvoie le plateau cyclique 170 à sa position initiale est installé sur l'arbre d'entraînement 150 entre le rotor 160 et le plateau cyclique 170 et une bague 152 qui supporte la rotation de l'arbre d'entraînement 150 et empêche simultanément la fuite du réfrigérant peut être formée entre l'arbre d'entraînement 150 et le bloc-cylindres 110. Au moins un passage de séparation d'huile 161 est formé dans le rotor 160 et l'arbre d'entraînement 150. Le passage de séparation d'huile 161 qui fait communiquer la chambre de vilebrequin 121 et le passage de communication de réfrigérant 151, et le long du passage de séparation d'huile 161, de l'huile est séparée de manière centrifuge d'un gaz réfrigérant s'écoulant à l'intérieur du passage de séparation d'huile 161 au fur et à mesure que l'arbre d'entraînement 150 tourne, est formé dans le rotor 160 et l'arbre d'entraînement 150. Seul un passage de séparation d'huile 161 peut être formé et une pluralité de passages de séparation d'huile 161 peut être formée si nécessaire. En outre, la taille d'un diamètre interne du passage de séparation d'huile 161 devrait être comprise dans la plage où la pression de la chambre de vilebrequin 121 est maintenue quand le plateau cyclique 170 fonctionne de manière variable. Au moins une partie d'échelon 162 est formée sur le passage de séparation d'huile 161 pour réduire une coupe transversale de la partie d'échelon 162 suivant une direction du passage de communication de réfrigérant 151 de la chambre de vilebrequin 121 vers la face interne de la partie d'échelon 162. De préférence, la partie d'échelon 162 est formée sur le rotor 160. Cependant, en variante, la partie d'échelon 162 peut être formée sur l'arbre d'entraînement 150. De plus, seule une partie d'échelon 162 peut être formée et une pluralité de parties d'échelon 162 peut être formée si nécessaire. Le fonctionnement du compresseur à plateau cyclique à capacité variable ayant la structure ci-dessus selon la présente invention sera maintenant décrit en faisant référence aux figures 2 à 5C. A cause du fonctionnement du compresseur, le gaz réfrigérant dans lequel de l'huile restant dans la chambre de vilebrequin 121 est comprise est écoulé dans le passage de séparation d'huile 161 formé dans le rotor 160. Le gaz réfrigérant traversant le passage de séparation d'huile 161 tourne conjointement avec le rotor 150. L'huile relativement lourde du gaz réfrigérant traversant le passage de séparation d'huile 161 est récupérée à la chambre de vilebrequin 121 le long d'une paroi interne du passage de séparation d'huile 161 à cause d'une force centrifuge. Entre-temps, le gaz réfrigérant traverse un orifice de connexion 191 de l'unité de soupape 190 par l'intermédiaire du passage de communication de réfrigérant 151 de l'arbre d'entraînement 150 à travers le passage de séparation d'huile 161 et est évacué vers la chambre d'aspiration 132 par l'intermédiaire d'un passage de connexion 134 de la paroi de définition 133. Entre-temps, la partie d'échelon 162 formée dans le passage de séparation d'huile 161 empêche que de l'huile séparée du gaz réfrigérant ne s'écoule vers le passage de communication de réfrigérant 151 de l'arbre d'entraînement 150 conjointement avec le réfrigérant pour augmenter un effet de séparation d'huile. En d'autres termes, à cause de la caractéristique d'écoulement d'huile le long d'une paroi interne si une force centrifuge agit, la partie d'échelon 162 agit comme paroi de défense pour empêcher l'huile de s'écouler conjointement avec le gaz réfrigérant et pour permettre de récupérer l'huile de la chambre de vilebrequin 121. Les figures 6 et 7 sont des graphiques représentant un effet de séparation d'huile selon un mode de réalisation de la présente invention. La figure 6 est un graphique représentant de l'huile en circulation excluant un compresseur quand un compresseur à plateau cyclique à capacité variable selon la présente invention est utilisé, qui représente le rapport quantité d'huile sur (quantité de réfrigérant + quantité d'huile) dans un circuit de réfrigérant excluant le compresseur. Selon la présente invention, comme représenté sur la figure 6, l'huile en circulation excluant le compresseur est réduite de moitié voire plus par rapport au cas où le passage de séparation d'huile 161 de la présente invention n'est pas formé. Par conséquent, l'effet selon lequel une quantité d'huile inutile est considérablement réduite dans le circuit de réfrigérant est présent indépendamment de la vitesse d'un souffleur. En outre, comme représenté sur la figure 7, qui représente un taux de rétention d'huile dans le compresseur quand le compresseur de type à plateau cyclique à capacité variable selon la présente invention est utilisé, selon la présente invention, l'effet selon lequel le taux de rétention d'huile dans le compresseur dans lequel l'huile est directement nécessaire est considérablement augmenté comparativement au cas où le passage de séparation d'huile 161 de la présente invention n'est pas formé indépendamment de la vitesse du souffleur. En d'autres termes, selon la présente invention, une fonction de séparation d'huile peut être réalisée de manière suffisante en utilisant le passage de séparation d'huile 161 même sans séparateur d'huile supplémentaire. Alors que la présente invention a été notamment représentée et décrite en faisant référence à des modes de réalisation de celle-ci à titre d'exemple, l'homme du métier comprendra que différents changements dans la forme et les détails peuvent être effectués sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention, comme définie par les revendications jointes. REVENDICATIONS 1. Compresseur à plateau cyclique à capacité variable, comprenant : un bloc-cylindres (110) ayant une pluralité d'alésages de cylindre (111); un logement avant (120) monté devant le bloc-cylindres (110) et ayant une chambre de vilebrequin (121) formé dans celui-ci ; un logement arrière (130) monté derrière le bloc-cylindres (110) et ayant une paroi de définition (133) définissant une chambre d'aspiration (132) et une chambre de décharge (131) à l'intérieur du logement arrière (130); une unité de soupape (190) installée entre le bloc-cylindres (110) et le logement arrière (130) et aspirant et évacuant un réfrigérant ; un arbre d'entraînement (150) dans lequel est formé un passage de communication de réfrigérant (151) faisant communiquer la chambre d'aspiration (132) et qui est installé de manière rotative sur le bloc-cylindres (110) et le logement avant (120) ; un rotor (160) relié à l'arbre d'entraînement (150) à l'intérieur de la chambre de vilebrequin (121) et tournant conjointement avec l'arbre d'entraînement (150) ; un plateau cyclique (170) relié à un bras articulé du rotor (160) devant coulisser et relié à l'arbre d'entraînement (150) de sorte qu'un angle d'inclinaison par rapport à un changement de la pression de la chambre de vilebrequin (121) soit modifié ; un corps élastique (155) installé entre le rotor (160) et le plateau cyclique (170) et renvoyant le plateau cyclique (170) à sa position initiale ; et une pluralité de pistons (140) se verrouillant mutuellement avec la rotation du plateau cyclique (170) et effectuant un mouvement de va-et-vient à l'intérieur des alésages de cylindre (111), caractérisé en ce qu'au moins une partie d'échelon (162) perforant le rotor (160) et l'arbre d'entraînement (150), faisant communiquer la chambre de vilebrequin (121) et le passage de communication de réfrigérant (151), et faisant saillie vers sa face interne de sorte qu'une coupe transversale de la au moins une partie (162) soit réduite suivant une direction du passage de communication de réfrigérant (151) de la chambre de vilebrequin (121) à une face interne de la partie d'échelon (162), est fournie, et qu'au moins un passage de séparation d'huile (161) dans lequel de l'huile est séparée de manière centrifuge d'un gaz réfrigérant s'écoulant à l'intérieur de l'arbre d'entraînement (150) au fur et à mesure que l'arbre d'entraînement (150) tourne, est formé. 11 2. Compresseur selon la revendication 1, dans lequel la partie d'échelon (162) est formée dans un passage de séparation d'huile à l'intérieur du rotor. 3. Compresseur selon la revendication 1, dans lequel la chambre d'aspiration (132) est formée à l'extérieur de la paroi de définition (133) et la paroi de définition comprend un passage de connexion (134) de sorte que le passage de communication de réfrigérant et la chambre d'aspiration communiquent ensemble et un orifice de connexion (191) est formé dans l'unité de soupape (190). 4. Compresseur selon la revendication 1, comprenant en outre une bague (152) formée entre l'arbre d'entraînement et le bloc-cylindres et supportant la rotation de l'arbre d'entraînement tout en empêchant simultanément une fuite d'un réfrigérant.