专利名称：适于控制变容量压缩机的微阀装置的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及一种控制阀，并涉及半导体机电装置，并尤其涉及一种用于控制在空气调节或致冷系统中使用的变容量气体压缩机的控制阀，该控制阀由微阀装置(被显微机械加工的导阀)定位。
背景技术：
MEMS(MicroElectroMechanical Systems微机电系统)是指实际非常小的，具有尺寸在微米范围内的零件的一类系统。这些系统具有电的和机械的元件。术语“显微机械加工”通常理解为意味着三维结构的制造和MEMS装置的运动部件。MEMS最初用于改进集成电路(计算机芯片)制造技术(例如化学腐蚀)和材料(例如硅半导体材料)以显微机械加工这些非常小的机械装置。今天有了更多的可供利用的显微机械加工技术和材料。在本申请中使用的术语“微阀”意指具有尺寸在微米范围的零件的阀，并且如此定义为至少部分地由显微机械加工形成。在本申请中所使用的术语“微阀装置”意指包括微阀，并还包括其他元件的装置。应当注意的是，如果在微阀装置中还包括了除了微阀之外的元件，这些其他元件可为被显微机械加工的元件或标准大小(稍大)的元件。
已经推荐了各种微阀装置用于控制流体回路内的流体流动。一种典型的微阀装置包括可替换部件或由体部活动地支撑的并可操作地连接到在关闭位置和充分开启位置之间移动的传动装置上的阀。当在关闭位置时，阀阻塞或关闭与第二流体口流体连通的第一流体口，因此防止流体在流体口之间流动。当阀从关闭位置移动到充分开启位置时，愈加地允许流体在流体口之间流动。标题为“液压控制微阀装置”的美国专利No.6540203，所公开的在此通过参考被引用，其中描述了由电动控制的微导阀和液压控制动作微阀构成的微阀装置，其中所述液压控制动作微阀由微导阀控制位置。标题为“用于电子控制汽油喷射装置的微阀”的美国专利No.6494804，其公开内容在此通过参考被应用，描述了用于控制流体回路中的流体流动的微阀装置，并包括利用穿过一有孔的流体泻放通路形成分压回路。上述两美国专利是多层微阀，其中阀体由多层或板形成。这些层可以以任何合适的方式形成和连接，包括那些在美国专利申请公开文件No.US20020174891A中所公开的，其所公开的内容在此通过参考被应用。
除了产生足够移动替换的部件的力之外，传动装置还必须产生可以克服作用在可替换部件上的流体流动力的力，该流体流动力与替换的部件的计划替换相对。这些流体流动力通常随着通过流体口的流速的增加而增加。
已知变容量气体压缩机，可被用于象汽车空调系统之类的系统，所述系统可利用诸如R-12，(愈加的)R-134a，R-600，或CO2。
在这种空气调节系统中，致冷气体在气态下被压缩机压缩并在高压和高温下被压缩机排放。该气体移到冷凝器中，高压高温气体在这里冷凝成高压高温液体，在该状态变化中释放的能量以热的形式通过冷凝器散热片传输到空气中。液体从冷凝器穿过伸缩调整装置，液体压力(和温度)在这里被降低。凉的低压液体到蒸发器中，在这里液体吸收经过蒸发器盘管的空气的热量，因此冷却空气。由于致冷剂吸收热量，致冷剂从液态变成气态。冷却的气体传出进入将被冷却的隔室。空气的被冷却程度与传输致冷气体的热量成比例，并且传输到致冷气体的热量与在压缩机驱动过程中被压缩的气体的多少直接成比例。通过控制变容量压缩机的压缩腔内的活塞的位移量而控制变容量压缩机内要被压缩的气体的量。已知可利用控制阀控制在变容量压缩机内活塞的位移。
在利用致冷气体的冷却系统的设计中涉及的一个关键是，确定来自冷凝器的液体在一定数量和温度下不流动从而不能将蒸发器扩展到水的凝固点以下。如果蒸发器内的气体吸收了太多的热，则来自空气的水蒸气经过蒸发器而在散热片和管上冷凝成的水会凝固，堵塞空气流经蒸发器，因此切断了到乘客隔室的冷却空气流。为此，大多数常规控制阀被校准来改变压缩机的冲程(位移量)以控制在设定压力返回到压缩机的气体的压力。气体返回到压缩机的吸入区域。在压缩机的该区域的压力作为吸入压力已知。理想的吸入压力在本领域作为参考吸入压力是已知的，压缩机的冲程绕该压力改变。
在1984年，引入了变容量致冷压缩机，其通过以刚才所描述的方式改变压缩机的泵吸机构内的活塞的冲程而调节通过系统的致冷气体流。该系统设计用于汽车，利用与车辆马达耦合的传动带获得能量驱动压缩机。在运转中，当A/C系统负载低时，压缩机的活塞冲程被缩短，以便压缩机在马达传动带的每转泵送较少的致冷剂。这允许刚好足够的致冷剂满足汽车的乘客的冷却需求。当A/C系统负载高时，活塞冲程增长并且马达传动带的每转泵送更多的致冷剂。
Skinner(Skinner’718)的转让给General Motors Corporation ofDetroit，Mich的美国专利No.4428718中描述了这种现有技术的变容量压缩机和常规气动控制阀(CV)。变容量压缩机的Skinner’718的说明和解释，一般功能，以及CV与压缩机的相互作用在此通过参考被应用。
图9通过Skinner’718所描述的变容量致冷压缩机。这里示出了连接到自动空气调节系统的可变角摇摆板型变容量致冷压缩机，所述汽车空气调节系统具有以该顺序布置在压缩机的排气和吸气侧之间的普通冷凝器212，有孔管214，蒸发器216和蓄电池218。压缩机210包括具有头盖222的汽缸体220和被密封地夹紧在其相对末端的曲轴箱224。传动轴226被轴承中心地支撑在压缩机内的汽缸体220和曲轴箱224处。传动轴226延伸穿过曲轴箱224以通过电磁离合器236连接到汽车发动机(未示出)，所述电磁离合器安装在曲轴箱224上并通过皮带238与离合器236上的皮带轮240接合而被马达驱动。
汽缸体220具有五个通过其的轴向缸242(仅示出其中一个)，它们等间距地离开并绕传动轴226的轴线隔开。汽缸242平行于传动轴226延伸而活塞244在每一汽缸242内可往复滑动地安装。独立的活塞杆248将每一活塞2444的后侧与不旋转的、环状摇摆板250连接。
不旋转的摇摆板250在其内径264处安装在旋转传动板268的轴颈266上。传动板268在其轴颈266处通过一对枢轴销(未示出)枢轴地连接到套管276上，以允许传动板268和摇摆板250相对于传动轴226回转，所述套管可滑动地安装在传动轴226上。传动轴226传动地与传动板268连接。通过导销270防止了摇摆板250与可与之成角度的旋转驱动板268之间的旋转。
摇摆板250的角度相对于传动轴226的轴线在图9中所示的实线大角度位置即满冲程和所示的零角度虚线位置即零冲程之间变化，从而极大地改变了活塞的冲程并因此在这些极值之间改变压缩机的排量或容量。设置开口环返回弹簧272，所述返回弹簧安装在传动轴226上的槽内，并具有一末端，所述末端在运动到零摇摆角位置时与套管276接合并调节设备启动返回运动。
汽缸242的工作端被阀板组件280覆盖，所述阀板组件由吸气阀盘和排气阀盘组成，并夹紧汽缸体220的安装在汽缸体220和头盖222之间。所提供的头盖222具有吸气区282，所述吸气区与外端口284连通以接收来自蒸发器216下游的蓄电池218的致冷剂。吸气区282朝着在每一汽缸242工作端的阀板组件280中的进气口286，此处致冷剂在每一汽缸的吸气冲程通过簧片阀容纳入相应的汽缸，所述簧片阀与吸气阀盘在这些位置整体成形。然后在压缩冲程，朝着每一汽缸242工作端的排气口288允许被压缩的致冷剂通过与排气阀盘整体成形的排气簧片阀排放入在头盖222中的排气区290。压缩机的排气区290连接到冷凝器212以输送被压缩的气态致冷剂，由此通过有孔管214将致冷剂回送到蒸发器216以完成如图所示的致冷剂的循环。
通过控制在活塞244背后的曲轴箱的密封内部278中相对于吸气压的致冷剂气压来控制摇摆板角以及由此产生的压缩机排量。在这种类型的控制中，摇摆板250的角度由活塞244上的力平衡决定，其中曲轴箱吸气压差高于吸气压控制设置点的轻微上升会在活塞244上产生合力，这会导致绕摇摆板枢销(未示出)的旋转力矩，所述力矩起作用减少摇摆板角度并因此减少压缩机容量。
变容量压缩机的一个重要元件是插入压缩机的头盖部分222的气动控制阀300。CV300通过检测致冷剂气体返回到压缩机的压力状态(吸气压)而检测A/C负载。CV可操作地连接到曲轴箱室278。在压缩机的汽缸体220和头盖222中具有通路，用于压缩机的CV和吸气区282之间、排气区290和曲轴箱室278之间的气体流动。CV通过控制曲轴箱室278中的气体压力而控制活塞244在压缩机内的位移，所述曲轴箱室中的气压作用在活塞244和摇摆板250的背面。
控制阀300插入在压缩机头盖222内形成的阶梯状、遮蔽CV腔298中。CV腔298的遮蔽端通过端口292与排气区290直接连通。CV腔口296和295与曲轴箱室278连通。CV腔口296与吸气区282连通。CV300被密封入CV腔298中使得CV的特殊零件与端口292，294，295和296对准。
图10更详细地图解了在图9中描绘的气动CV。阀300包括阀体301和阀波纹管盖312。槽314，316和318在阀体上来定位O形环，该O形环密封抵靠CV腔298的壁。在CV腔298的壁上形成的槽299夹持住密封抵靠阀波纹管盖312的O形环。O形环的这种布置将阀在CV腔298内密封成四个区域，所述四个区域彼此相对密封并每一都利用端口292，294，295和296的其中一个气体连通的。
CV300具有经过(通过)过滤器320和CV腔口292与压缩机排气区290连通的上阀腔330。中阀腔322通过在阀体310中的孔321与曲轴箱室278连通。阀体310中的中央通道326通过端口295与曲轴箱室278连通。下阀腔328经过阀波纹管盖312中的孔327并通过端口296与压缩机吸气区282连通。
CV300具有包括球332和阀座334的球阀，操纵所述球阀可控制上阀腔330和中阀腔322之间的流体连通通路，由此控制压缩机的排气区290和曲轴箱室278之间的的流体连通。CV300具有由锥形部件340和匹配锥形阀座338构成的锥形阀，操纵所述锥形阀可控制下阀腔328和中央通道326之间的流体连通，由此控制压缩机的吸气区282曲轴箱室278之间的流体连通。
锥形阀部件340在阀杆336的一端附近形成台肩。当锥形阀部件340定位抵靠匹配锥形阀座338时，阀杆336的另一端布置成推抵球332。当这样布置时，阀杆226的运动打开和关闭了排气压和吸气压气体到曲轴箱室278的流体连通。阀杆226的定位可用于调节曲轴箱压力到吸气压和排气压之间的值。曲轴箱压力的调节又调节了压缩机排量。
在常规的气动CV 300中阀杆336的定位由作用在球322、压敏波纹管致动器350、球中心弹簧354和偏压弹簧352上的排气压力而产生的力平衡来确定。致动器350由抽空的金属波纹管342、内部弹簧344、端盖345和346、以及波纹管杆348组成。波纹管致动器350通过内部弹簧344的力延伸，并且通过应用于波纹管的外表面的气体压力收缩。波纹管致动器350密封在下阀腔328中，该下阀腔与压缩机的抽气区282气体连通。
在压缩机的操作期间，CV 300对此响应而通过波纹管致动器350改变压缩机210的吸气压力并且通过在球332上的力改变排气压力。在阀杆336上产生力的波纹管内部弹簧344，偏压弹簧352和球定中弹簧354的弹簧常数和标称压缩在阀装配的时候由阀制造厂家设置好。弹簧力作用在普通条件控制阀300上使得开启排气压力气体的流动并同时关闭从曲轴箱室278到抽气区282的流动。因此CV 300据此固定的弹簧力控制排气和吸气压力气体到压缩机曲轴箱278的流动。
选择在气动CV如CV 300中的标称弹簧偏压力设计参数以便在空调系统的操作期间蒸发器的温度维持在略微高于水的冰点。弹簧偏压建立需要那些在不同空气温度环境条件下应用的系统目标的平衡。对于较高空气温度的环境条件，最佳的是使蒸发器尽可能的冷而不结冰。在低的环境空气温度下，所希望的是将蒸发器温度维持在可以维持的温度，同时还提供一些减湿作用。对于CV 300的弹簧偏压力的一个选择是必须适应多样的环境气温条件，发动机功率负荷条件，和用户对于冷却的需求。
具有固定的弹簧力偏压建立设计的气动CV有两个主要的缺点。第一，当该冷却系统起动时该系统总是以蒸发器的最高容量需要由压缩机使用的最高能量的状况下工作。第二，由于蒸发器总是在最高电容，因此热空气必须被导入系统中将冷空气调节到除了完全冷却之外的温度。
一种在车辆空调系统的变容量压缩机中使用的交变CV设计利用螺线管辅助阀来控制进入变容量压缩机的曲轴箱的致冷剂气体的流动。Suitou等人(Suitou′578)的美国专利No.5,964,578US专利公开一种具有可操作阀门部件的螺线管触发杆的CV，所述阀门部件控制到曲轴箱的排气和吸气压力气体的流动。该阀部件的定位部分地由偏压波纹管确定，方式类似于常规的气动CV。提高作用在波纹管上的吸气压力来减少从排气区到曲轴箱的气体流动。当受到激励时，螺线管触发杆施加的力也推动阀部件使得流向曲轴箱的排气压力下降。这容许活塞冲程和压缩机输出容量的辅助控制，所述辅助控制是通过对螺管线圈的电信号而进行调节的。
一种利用电磁致动器辅助排气阀操作的交变CV设计已经在Hirota(Hirota′235)的美国专利No.5,702,235中公开了。这个设计中，螺线管用来启闭导阀，所述导阀容许排气压力气体到CV中的增压室中。该增压室持续地与压缩机吸气压力区气体连通。阀部件控制到曲轴箱的排气和吸气压力气体的流动。阀部件的位置由弹簧偏压力、作用在阀部件的一端上的排气压力和作用在阀部件的相对端的增压室中的压力来确定。当受到激励时螺线管触发导阀允许在增压室中的快速地增加，从而开启阀部件以增加排气压力气体到曲轴箱的流动。
Hirota′235CV设计的阀部件不根据吸气压力设定值响应抽气区压力并不控制压缩机排量，像Suitou ′578的螺线管辅助CV或Skinner′718的气动CV所作的那样。Hirota′235CV design的目的是利用排气压力气体的力开启到曲轴箱阀的排气，从而允许利用一种致密性，轻质并便宜的螺线管。
现有技术的螺线管辅助CV有几个主要的缺点。第一，需要一种可位螺线管。变位螺线管在特性上不是线性的并且在特定的功率限制下汽车发动机舱中的极值温度使得变位螺线管的正确操作非常困难。第二，要求一种大并精确的电流值来适当地定位螺线管。第三，变位螺线管系统不提供一种稳定的吸气压力设定值，冷却系统可以借此稳定的吸气压力设定值将其自身维持在平衡状态中。
由于常规气动和螺线管辅助CV的解决方案效率不高，因此需要一种CV设计，其中作用在气动阀控制阀内部偏压力的建立是是可以改变的，从而优化在下不同的条件下冷却系统的特性。也就是说，需要一种可变设定值的控制阀(VCV)，它在压缩室中改变活塞的位移程度。由车厢的乘客按照想要的温度通过VCV改变吸气压力设定值。如此，冷却系统不必一直在其最大值运转，而是该压缩机仅仅压缩和抽吸足够的致冷剂气体到所必需的吸气压力设定值来将空气流冷却到乘客定义的温度。通过将气体仅仅增压到所需要的点并仅仅抽吸需要的体积而节省大量的能量，并通过避免将热空气引入冷却的空气流而获得了效率。
需要一种可变设定值CV，它能克服常规气动和螺线管辅助CV的缺陷并允许冷却系统在维持稳态平衡来与车厢中旅客的需要匹配的同时有效地运转。
图1的示图表示根据美国专利No.6,390,782公开的现有技术的一种可变设定值控制阀(真空控制阀VCV)10，其中公开的内容在这里通过参考被引入。在图1中，描绘了VCV10的剖视图，该VCV并具有适合于与先前描述的Skinner ′718变容量压缩机的控制阀内腔298(参见图9)配合的形状和部件布置。VCV10与压缩机100连结，所述压缩机压缩气体。VCV10控制气体的量和其在压缩机100中增压的程度。在该优选实施方案中，在压缩机100中的压缩气体是一种例如在空调装置中使用的致冷剂。例如，这种空调装置可能在汽车中使用。
VCV10包括压缩机位移控制部分30和可变设定值控制部分80。压缩机位移控制部分30控制从压缩机100进入并从VCV出的气体的流动同时可变设定值控制部分80控制压缩机位移控制部分30的操作。VCV阀体12由许多VCV功能元件形成，将在以后进行描述。在图1中说明的优选实施方案阀体12基本上呈圆柱形，可以从示出的剖视图中推断出来。保持在凹槽14中的O形环在三个定位件中被标明在阀体12的外部。当VCV10被插入压缩机的控制阀内腔(例如参见，图9)中时，它与O形环密封件一起装配以致允许各种压力源与VCV10的不同的部分与端口连通。
压缩机位移控制30包括形成在阀体12下端的吸气压力室32和吸气压力通路112，所述吸气压力室32通过在阀体12中形成的VCV吸入孔34与压缩机100的抽气区120气体连通。致冷剂回路线111经由抽气区120和压缩机阀板126将低压气体供给入压缩机100的压缩室114。致冷剂回路线111是从空调系统的储蓄器144返回低压致冷剂气体的线路。
压缩机100进一步包括活塞116、曲轴箱室118、和排气区124。简而言之，压缩机100的操作如下。压缩室114中的致冷剂气体在活塞116向压缩机阀板126运动时通过活塞116的冲程而被压缩。压缩机阀板允许进入高压气体到排气区124。该致冷剂回路线路111连接到该排气区124。活塞116沿着压缩室114的更大的位移，致冷剂气体更大的压力和流量象它一样流过压缩机阀板126。然后致冷剂气体从致冷剂回路线路111经过到冷凝器140，其中致冷剂气体在冷凝器盘管中被凝缩成液体。然后液体流向蒸发器142，其中液体在蒸发器142内的孔中膨胀，然后蒸发。空气通过线圈放出热能，而提供用于从液体到气体的改变状态的能量。然后冷却的空气被吹到汽车的旅客舱中，或吹到任何要求被该空调系统冷却的室内。在膨胀膨胀之后，致冷剂气体处于低压状态并通过致冷剂回路线路111返回压缩机100。
压缩机100是一种可变压缩机，意思是活塞116的冲程取决于要求的空调系统荷载而改变。例如，如果用户要求空气的辅助冷却经过蒸发器盘管，则排入致冷剂回路线路111的致冷剂流量是增加的。活塞116的冲程128增加来增加流动体积。
曲轴箱室118内部的压力施加到活塞116的背面。相对于吸气压力，曲轴箱室118内部的压力更大，由于在返回过程中(离开阀板126)抵靠活塞116而施加的高压力使得压缩之后活塞116的返回冲程128较短。相反地，相对于吸气压力，曲轴箱室118内部的压力较低，由于抵靠活塞116而施加的低压力使得压缩之后活塞116的返回冲程更大。通过改变曲轴箱室118内部的压力，从而改变活塞116的位移128并最终改变通过致冷剂回路线路111的排气压力，因此控制来自蒸发器的空气温度。
压缩机位移控制部分30具有一个在阀体12中央形成为内孔的中间室40，阀体12从吸气压力室32导入。第一中间端口42形成在阀体12中并与中间室40连通。第一中间端口42通过第一曲轴箱压力通路130与曲轴箱室118气体连通。VCV10进一步包括压敏部件，暴露于吸气压力室32的隔膜36。一种吸气压力阀包括吸气阀关闭件，吸气阀球38，和在阀体12中形成吸气阀座37，提供所述的吸气压力阀来启闭吸气压力室32和中间室40之间的气体连通通路。
吸气阀球38通过刚性构件41推抵吸气阀座37，所述刚性构件41与隔膜36浮动接触。保持在中间室40中的偏压弹簧44将吸气阀球38推离吸气阀座37，那就是说，推动吸气阀部分使之开启。也可以看出，偏压弹簧44对抗隔膜向吸气阀座的运动并因此作为一当量压力，弹簧偏压压力，添加到作用在隔膜36的压力接收区的吸气压力上。VCV吸气压力阀开启和关闭压缩机100的抽气区120和曲轴箱室118之间的气体连通。
VCV10的排气压力阀部分由排气阀部件，排气阀球50，和在阀体12中形成的排气阀座52组成。排气阀球50定位在排气压力室60中，所述排气压力室形成在阀体12的上端18。阀密封垫64具有阶梯形的通眼62，该通眼将排气阀球50与排气阀座52对准的定位。球定中弹簧58可能用来进一步调节排气阀球50的标称定位。颗粒过滤器盖74可密封地覆盖阀体12的端部，构成整个排气压力室60。当VCV10被插入到压缩机100中时，阀体的上端18被密封在控制阀内腔的封闭端，例如在图9中所述的内腔298。压缩机排气区124的排气压力通路110与控制阀内腔封闭端连通。从而排气压力气体通过过滤器74与VCV排气压力室60连通。
VCV10具有通过阀体12的中央级形孔70。中心孔70在邻近压缩室60的上端具有大直径的内孔部分，在那里形成排气阀座52。中心孔70与中间室40彼此排列成行。第二中间端口56形成在阀体12中并与中心孔70的大孔径部分连通。第二中间端口56通过曲轴箱压力通路132与曲轴箱室118气体连通。当排气阀球50移离排气阀座52时，排气压力气体可以可以流过内孔70到第二中间端口56然后经过第二曲轴箱压力通路132到曲轴箱室118。
部分地插入中心孔70的阀门杆54与VCV的吸气阀部分和排气阀部分的动作联动。阀杆54具有略微地小于中心孔70的小口径部分的直径。阀杆54自由地滑入中心孔70更基本上阻塞中间室40和排气室60之间的气体连通。选择阀杆54的长度以便其同时接触在阀座上的排气阀球50和处于充分开启(充分地离开阀座)位置的吸气阀球38。这个配置与吸气和排气阀部分在部分开启关闭关系上联动。当吸气阀球38在阀门关闭方向移动时，阀杆54在阀门开启方向推动排气球50。当排气阀球50在阀门关闭方向移动时，阀杆54在阀门开启方向推动吸气球38。
在图1的优选实施方案中，阀杆54不与附着于任何一个阀关闭球。阀杆54对VCV的排气或吸气阀部分起开启作用，而不是关闭其中任何一个。起到关闭排气阀部分作用的力是排出气作用在排气阀球50的有效压力接收区的压力和通过球定中弹簧58施加的小的弹簧力。起到关闭吸气压力阀部分作用的力来源于经过刚性构件41的压敏隔膜36的运动。美国专利No.6,390,782的现有技术的其它实施方案对控制阀技术领域的技术人员来说是显而易见的，在该专利中阀关闭件都附于连结装置例如阀杆54。如果阀部件都是刚性地联动的，那么将存在一种全开-关闭关系。
现在具体地参考VCV10的可变设定值控制部分80。可变设定值控制部分80包括通过VCV隔膜36限定边界的关闭基准室90，当形成吸气压力室32时在阀体12的下端16形成的壁91，和阀端盖20。隔膜36通过基准阀座81定位并密封抵靠在吸气压力室32内的内部阶梯形件93。隔膜36具有第一侧面43和第二侧面39，第一侧面具有暴露于吸气压力室32中的吸气压力的吸气压力接收区，第二侧面具有暴露于基准室中的基准压力的基准压力接收区。隔膜36布置成将基准室90与吸气压力室32、排气压力室60、中间室40或中心孔70的直接气体连通密封。
在阀体12中提供两个压力渗流通道，一个排气渗流通道68和一个吸气渗流通道72并与隔膜36上的两个孔对准，也就是说密封抵靠阀体内部的内部阶梯形件93。阀密封垫64具有阀密封垫泄放孔69，用于将排气室60与排气渗流通道68连通。渗流通道，阀密封垫泄放孔，和相应的隔膜孔提供了吸气压力气体和排气压力气体到基准室90的渠道。从VCV排气压力室60供给排气压力气体到基准室中所描绘的特征是重要的，因为这个设计利用过滤器保护了基准室90中的元件和通道免受外部材料的影响。
图2中更清楚地图解了容纳在基准室中的VCV元件。基准室阀装置更详细地在图3中进一步的图解。在图1-3中相同的元件使用同样的编号标记。
现在参考图1-3，基准阀座81形成为具有外侧壁的厚壁圆柱，其可密封的配合抵靠形成在阀体12的下端16处的壁91的内部。基准阀座81的上端密封抵靠隔膜36。两个小的封闭室，一个吸气渗流室96和一个排气渗流室98在基准阀座中从被隔膜密封抵靠的上端处形成。吸气渗流室96的开口端与吸气渗流通道72对准以及排气渗流室98的开口端与排气渗流通道68对准。基准室阀装置通常为基准入口阀88和基准出口阀86。
转向图3，基准入口阀88由基准入口阀关闭件162，基准入口通孔160，和基准入口阀座164组成。基准入口通孔160由圆柱形基准阀座81的内表面形成，通到排气渗流室98。基准入口阀座164绕在基准阀座81生成的入口通孔160形成，基准阀座81伸入基准室90。基准入口阀关闭件162连接到入口阀推杆167，所述推杆是电磁致动器94的一部分。当一种电流信号被施加到入口螺线管引线85上时，入口阀推杆167是牵引入电磁致动器94的中央，推动基准入口阀关闭件162抵靠基准入口阀座164，从而关闭基准入口通孔160。基准入口通孔160将基准室90与排气渗流室98连通。从而，借助于施加到入口电磁致动器94上的电信号开启和关闭基准入口阀来控制排气压力气体到基准室的流动。
入口螺线管薄片弹簧168如图3中所示的布置到处于内缩位置的偏压入口阀推杆上。这个入口螺线管弹簧偏压结构意味着基准入口阀88将在没有电信号激励入口电磁致动器的线圈的情况下开启基准室使排气压力气体流动。所描绘的基准入口阀据说是常开的。将基准入口阀偏压到常闭状态的弹簧的相对配置是基准入口阀的另一结构，意味着其也可以在美国专利NO.6,390,782的现有技术的另一个实施方案中成功地使用。
基准出口阀86由基准出口阀关闭件172、基准出口通孔170和基准出口阀座174组成。
基准出口通孔170由圆柱形基准阀座81的内表面形成，通向吸气渗流室96。基准出口阀座174绕在基准阀座81生成的出口通孔170形成，基准阀座81伸入基准室90。基准出口阀关闭件172连接到出口阀推杆177，它是出口电磁致动器92的一部分。当电流信号被施加到出口螺线管引线87上时，出口阀推杆177被牵引入电磁致动器92的中央，从而牵引基准出口阀关闭件172离开基准出口阀座174，从而开启基准出口通孔170。基准出口通孔使基准室90与吸气渗流室96连通，从而，借助于施加到出口电磁致动器92上的电信号开启和关闭基准出口阀86来控制吸气压力气体到基准室的流动。
出口螺线管薄片弹簧178布置成偏压处于如图3中所图解的伸展位置的出口阀推杆。这个出口螺线管弹簧偏压结构意味着基准出口阀出口阀86将在没有电信号激励出口电磁致动器的线圈的情况下关闭基准室使吸气压力气体流动。因此所描绘的基准出口阀是常闭的。将基准出口阀偏压到常开状态的弹簧的相对配置是基准出口阀的另一结构，意味着其也可以在美国专利No.6,390,782的现有技术的另一个实施方案中成功地使用。
也应该理解的是，在这里讨论并在图1-3中描绘的电磁致动器的同时，也可以采用任何电驱动物理致动器装置来启闭基准入口阀88和基准出口阀86。
该可变设定值控制部分80进一步包括电子控制单元82、压力传感器84、电路载体83、和VCV电线89。压力传感器84是现有技术的美国专利No.6,390,782的优选实施方案的任选特性。传感器装置生成一种与撞击其感测件的气体压力有关的电信号以及压力传感器84装配在电路载体使得响应关闭的基准室90内部的气体压力。对于现有技术的美国专利No.6,390,782的实际操作不必需的是压力传感器84直接装配在基准室90的内部。另一个实施方案可以将压力传感器装配在其它的位置，只要传感器的压敏部分与基准室90气体连通。
电子控制单元82是现有技术的美国专利No.6,390,782的优选实施方案的任选特性。控制单元82可以容纳电子线路来控制基准室阀装置或来接收并处理由压力传感器84生成的电信号。在现有技术的美国专利No.6,390,782的这些任选特性的优选实施方案中，控制单元82的电子元件通过电路载体83与压力传感器84安装在一起。可选控制单元82的其它功用将在以后描述。
VCV电线89从电路载体83通过在阀端盖20内的密封孔布线。VCV10所需要的电线数目取决于可选电子控制单元82所执行的功能以及可选压力传感器84的设备特性。当既不采用控制盘82也不采用室压力传感器84时，则VCV电线89仅需要包括那些必须承载电信号来触发基准室阀装置的装置。
可变设定值控制部分80控制压缩机位移控制部分30的操作。通过控制基准室90内部的压力，可变设定值控制部分80能够调节吸气压力阀部分和VCV10的排气压力阀部分的开启关闭状态。例如，如果基准室90中的压力施加一个抵靠隔膜36力，所述力低于通过吸气压力室32中的压力和偏压弹簧44所施加的力，则隔膜36将向着基准室90变形，也就是说朝基准入口致动器94的方向变形。这些运动将吸气阀球38从吸气阀座37处移动，从而使得开启从第一曲轴箱压力通路130到吸气压力室32的气体流动。同时，通过排出气的压力迫使排气阀球50压在排气阀座52上而使得排气压力阀部分关闭。通过开启穿过VCV10的吸气阀部分的流量，来自曲轴箱室118的气体流入吸气压力室32并经过吸气压力通路112流出压缩机100的吸气区120。由于出自曲轴箱室118的气体的渗流，较少的力施加于活塞116上却引起活塞116更大的位移。从而流入该系统的蒸发器的致冷剂气体的流量增加。
如果在基准室90中的压力施加一个抵靠隔膜36的力，所述力大于通过在吸气压力室32中的压力和偏压弹簧44所施加的力，则隔膜36将向着吸气压力室32变形，也就是朝着吸气阀座37的方向变形。这动作关闭VCV吸气阀部分，并且同时借助于阀杆54推动排气阀球50离开排气阀座52而开启VCV排气阀部分。当排气阀部分开启时，来自排气压力通路110的高压气体流过排气压力室60，阶梯形中心孔70，第二中间端口56和第二曲轴箱压力通路132到曲轴箱室118。在曲轴箱室118中形成压力，从而施加一个抵靠活塞116的力。从而限制活塞116的位移并且进入该系统的蒸发器的致冷剂的量下降。
偏压弹簧44施加于隔膜的力对于VCV10的总性能是一重要设计变量。通过实验已经发现，如果弹簧力调节到等于从2到20磅/平方英寸的吸气压力是很有益的，并且最优选，从4至10磅/平方英寸。弹簧偏压力的范围允许VCV10在极低压气机容量使用率的状态下有足够的活动距离，即当压缩机接近完全向下冲程操作时。
通过基准出口阀86和基准入口阀88的开启和关闭控制基准室90内部的压力。在优选实施方案中，这些中间的每一个通过压力传感器84和电子控制单元82选择性地控制。具体地说，基准室90内部的压力与压力传感器84气体连通。连接到电子控制单元82的压力传感器84测量基准室90中的气体压力并传递那些压力到电子控制单元82。电子控制单元82接收控制信号和来自压缩机控制单元146的信息。由压缩机控制单元146接收旅客舒适程度设置和其它有关环境条件和车辆运行状态的信息。压缩机控制单元146使用存储的压缩机特性算法来计算在压缩室114内由活塞116压缩的气体的必需量，以促使出现理想的状态，即在由环境和车辆作用参数施加的系统规定参数内获得最佳地旅客舒适程度设置。
VCV特性算法利用计算出的压缩机位移条件，来自压力传感器84的压力信息和VCV10元件的已知的物理响应特性来计算基准室90内的必需压力以符合压缩机位移条件。这些计算出的基准压力被称作预定基准压力，必须符合由压缩机控制单元所确定的条件。从而由确定预定基准压力并将基准室内的气体压力维持到这些预定压力程度来控制变容量压缩机100。
选择地，如果不采用压力传感器84，则可以从一套存储的参考压力指标中选择预定参考压力，所述参考压力指标已经根据VCV10的已知的标称特性预先计算出来，或另外，借助于校正调定程序为每一VCV定制。在现有技术的美国专利No.6,390,782的另一实施方案中，计算出的压缩机位移条件以查表的方式来确定预定参考压力，所述预定参考压力对于获得想要的压缩机位移控制是最佳的。
基准出口阀86和基准入口阀88的控制分别地通过致动器92和94来自于电子控制单元82。由电子控制单元82的算法的计算结果决定，使得电子控制单元82将通过操纵出口致动器92启闭基准出口阀86和通过入口致动器94启闭基准入口阀88。例如，当基准室90内的压力增加时，入口致动器94缩回基准入口阀部件162以允许高压气体从排气压力室60通过阀密封垫泄放孔69，排气压力渗流通道68和排气渗流室98流入基准室90。同时，出口致动器92关闭基准出口阀86，从而允许基准室90中的压力增加。相反地，为了降低基准室90中的压力，电子控制单元82操纵出口致动器92缩回基准出口阀部件172使得气流从基准室90通过吸气渗流室96到吸气压力渗流通道76到吸气压力室32，从而释放压力。同时，致动器接收到电子控制单元82的信号而伸出基准入口阀部件162来封闭进入基准室90的排气压力流。
通过将基准室90内的压力控制到预定参考压力，电子控制单元82通过致动器170和172控制隔膜36的挠曲，从而控制活塞116的位移128的变化。对于在图1-3中描绘的优选实施方案，可以利用压力传感器84连续地或周期性地监测基准室压力。这些压力信息可被控制单元82在压力伺服控制算法中用作反馈信号来将基准室维持在选择误差范围内的预定参考压力上。
可以预料的是，这里公开的VCV设计的一重要好处是通过紧密地维持预定参考压力而维持阀门控制特性。该公开的设计也允许该系统将预定参考压力改变成不同的值，从而改变有关变容量压缩机运转的吸气压力设定值。这允许车辆在改变环境因素时调节压缩机控制来获得旅客舒适和特性的理想平衡。为了实现对最优控制(runest)的这些好处，必须充分地响应基准室内压力的控制。
参考压力控制系统的响应性部分地取决于通过入口阀88的排气压力气体流和流自出口阀86以产生吸气压力的气流的特性。图4图解了基准入口阀88和基准出口阀86的一些重要几何特征细节。
首先参考图4A，图解了处于完全闭合位置的入口阀关闭件162，其挡住了排气压力气体碰撞在入口阀部件162上的有效压力接收区AI的力。在图4A中还标明了从排气渗流室98导入的基准入口160的直径DI。大的DI值将通过允许大的排气压力流而促进控制基准室压力增加的快速反应。获得给出的基准室压力上升时间的DI的尺寸取决于基准室气体容积。对于大的基准室气体容积需要大的基准入口160以相对于较小基准室气体容积来获得同样增加的基准室压力上升时间。
然而，一个大的DI值要求一个相应地大的AI值，有效入口阀部件压力接收区。这随后意味着入口阀致动器94所需要的闭合力也是大的。大的闭合力要求物理地大的致动器或要求过大的力来维持入口阀处于关闭状态。因此，基准入口160直径DI和压力接收区AI的选择涉及对抗条件的平衡。
有效入口阀部件压力接收区AI是入口阀关闭件的网状的不平衡区，当入口阀完全闭合时暴露于排气压力中。也就是说，有效接收排气压力的面积AI可以通过测量由排气压力施加在入口阀关闭件上的力并除以排气压力而计算出来。通过实验发现，当基准室气体容积大约为2cm.sup.3时，有效入口阀压力接收面积AI可以有利地选定为低于30,000平方微米并优选低于7500平方微米。在典型的汽车空气调节器压缩机操作条件下，如果有效入口阀部件压力接收面积AI低于大约7500平方微米，则基准入口阀闭合力的低于1磅就足够。
参见图4B，图解了处于全开状态的出口阀关闭件172以及流自基准室90经过有效气体流通面积的气体。可以选择基准出口170的许多几何设计使得在基准室90和吸气渗流室96之间引起压差的气体体积流量具有相同的结果。选择有效流量面积来平衡对抗性能特征。为了确保降低基准室压力的控制的快速反应，所希望的是具有一个大的出口阀86有效流量面积。另一方面，为了在开启入口阀88来排出压力的时候来帮助限制基准室中压力的迅速提高，并降低可能出现的参考压力过平衡，有利的是具有小的出口阀86有效流量面积。
基准出口阀86的有效气体流通面积可以有利地选用作对入口阀的有效流通面积的比。换句话说基准出口170的直径Do可以选作与基准入口160直径DI的比。由实验和分析确定，Do对DI的比的有利范围是从0.5到5.0，并最优选从0.7到2.0。相应有利的入口-端口对出口-端口横截面积的比，入口对出口面积的比是从0.25到25.0，并最优选从0.5到4.0。当入口的几何结构和出口气体流通面积比在图4中图解的圆形的通道更复杂时，可以分析地或试验性地确定气体流动截面积并且入口到面积的比的设计方针遵循去做。
通过实验已经发现，例如，当基准室90气体容积大约是2cm.sup.3时，100微米的基准出口170直径Do是有效的选择，当基准入口160直径DI是100微米时，基准出口直径对基准入口直径的比是1.0。具有这些参数值，并且在典型的汽车空气调节器压缩机操作条件下，基准室压力可以10psi/秒的速率可控地改变或调节到一预定参考压力。
对于没有压力传感器的VCV10的可选实施方案，压缩机控制单元146可周期性地重新计算压缩机位移状态需要来维持冷却系统的特性。根据这些运算中变化的程度和时变性能，压缩机控制单元146可发送指令信号到VCV电子控制单元82来增减基准室压力以重建预定参照压力指标。本领域技术人员可以理解的是，影响基准室中压力的伺服控制到预定指标的这些方法比利用基准室压力的直接测量来实现的方法及时性稍差。尽管如此，这不精确的-伺服方法对于现有技术的美国专利No.6,390,782的低成本实施方案来说是有效和合适的。
VCV电子控制单元82和压缩机控制单元146的功能可以通过采用VCV10，压缩机100和冷却设备的整个系统内部的其它计算机操作应用资源来执行。例如，如果整个系统是具有中央处理机的汽车，则需要选择从而维持预定参考压力的所有控制信息和运算可以由汽车中央处理机收集和执行。传递给压力传感器84或从压力传感器84传递出的信号可以按规定路线发送到中央处理机的输入/输出(I/O)端口并且基准入口和出口阀致动信号可以从中央处理机的另一个IO端口发给VCV10。另外，压缩机控制单元146可以执行管理VCV10需要的所有控制功能。并且最后，VCV控制单元82可以装备有执行压缩机位移条件运算以及选择并维持预定参考压力所必需的电路、存贮器和处理器源。
现有技术的美国专利No.6,390,782的另一个实施方案在图5中图解。该实施方案类似于图1的实施方案，除了偏压弹簧44被省略而刚性构件41替换了刚性校准部件510。刚性校准部件510形成有通过压配合保持吸气阀球38的内腔。刚性校准部件510浮动在吸气压力室32中并响应隔膜36的运动。在图5的实施方案中，VCV500以类似于图1中的VCV10的方式运转。通过图1中的偏压弹簧44施加的力比只是简单地自始至终减缩参考压力到吸气压力所获得的效果能更足以推动吸气阀部分进一步开启，充分地收缩隔膜36。当开启VCV10的吸气压力阀部分来快速地减缩(卸载)曲轴箱室118中的压力以增加压缩机100容量而快速冷却时偏压弹簧力的作用是最主要的。
在图5的VCV500中，通过调整隔膜36的位置，刚性校准部件510和阀球38组件的尺寸，和吸气阀座37的位置，吸气阀球38被标称地保持在最大开放条件。需要一较高预定基准压力来向吸气阀座37移动隔膜36，以补偿最大开启设置。当需要最大吸气阀开启来卸载曲轴箱室压力时，将预定基准压力重置倒退到吸气压力，收缩隔膜36，并允许高压曲轴箱气体推动吸气阀部分到最大开启状态。
图6图解了现有技术的美国专利No.6,390,782的另一个实施方案。在该实施方案中，压缩机109具有一内部渗流通道108，该渗流通道允许气体从曲轴箱室118渗流到压缩机109的吸气区120。图6中的VCV600除了省略了吸气压力阀部分之外类似于图1中的VCV10。VCV600也运用阀门活塞610代替隔膜作为压敏部件。阀门活塞610具有吸气压力接收区612和基准压力接收区614。阀门活塞610在吸气压力室620中移动。阀门活塞610通过阀杆54可操作地联接到排出压力阀部分。除了当压缩机109必须在最大位移量运转并且曲轴箱压力维持在吸气压力的时候之外，排出气体在几乎连续的基座上提供给曲轴箱室118，除此之外，VCV600以类似于图1中的VCV10的方式运转。由于经过活塞610和吸气压力室620的壁之间的缝隙基准室气体渗漏到吸气压力室620，因此对于VCV600的基准室压力控制算法不同于图1中VCV10的控制算法。
图7图解了现有技术的美国专利No.6,390,782的另一个实施方案。VCV700配置成与在曲轴箱室118和吸气区120之间具有内部渗流108的压缩机一起运转。其类似于图6中的VCV600，除此之外，即其使用隔膜36作为压敏部件并且刚性构件710和阀杆54可操作地将隔膜36的运动连结到排出压力阀部分，VCV700以类似于图6中的VCV600的方式运转。由于没有基准室气体渗漏到不在基准室阀装置控制之下的吸气压力中，因此VCV700所使用的基准室压力控制算法类似于配备隔膜的VCV500和VCV10所使用的算法。
图8图解了现有技术的美国专利No.6,390,782的两个辅助实施方案。图8(a)示出了图3中所图解的基准室阀装置的另一个实施方案。基准阀座81和入口阀装置88以及入口阀致动器94是不变的。然而代替出口阀装置86的是，提供一恒定出口放气孔810。通过致动基准入口阀允许排出压力气体来设置并维持预定基准压力。使用基准阀装置的实施方案的基准压力控制算法是利用观察到的恒定渗流到吸气压力的特性导出的。对于该配置，必须在能够快速地将预定基准压力向吸气压力改变，即有利的大的引射气流的方案，和较高预定基准压力设置的可控性，即有利的小的引射气流的方案之间达成一个折衷方案。
图8(b)示出了图3中所图解的基准室阀装置的又一实施方案。基准阀座81和出口阀装置86以及出口阀致动器92是不变的。然而，代替入口阀装置88的是，提供一恒定入口放气孔816。通过致动基准出口阀来设置并维持预定基准压力，释放基准室气体到吸气室96。使用基准阀装置的实施方案的基准压力控制算法是利用排出压力恒定渗流入基准室的特性的认定导出的。对于该配置，必须在能够快速地将预定基准压力向排出压力改变，即有利的大的引射气流的方案，和较高预定基准压力调整也就是说接近吸气压力的可控性，即有利的小的引射气流的方案之间达成一个折衷方案。
图8中所公开的基准室装置的任一备选实施方案可以代替图1-7中所描绘的双入口和出口基准阀装置。也就是说，VCV的任一实施方案VCV10、VCV500、VCV600、或VCV700可以构造为图8中所公开的任何一个单个致动器基准阀装置的实施方案。
从而，所描述的可变设定值控制阀通过控制对压敏部件起作用的基准压力可变地控制气体压缩系统内的活塞的移动。通过利用致动器和控制单元来控制高或低压气体的流动，对隔膜起作用的压力可以准确地调节活塞移动程度，所述致动器基于控制算法的输入启闭。抵靠隔膜的压力可变微调，因此活塞的位移控制可以微调，从而允许加压系统在低于最高容量的情况下运转，这样基本上增加了加压系统的效率。
发明内容
本发明涉及一种用于变容量压缩机的控制装置。该控制装置包括一种微阀操纵的控制阀。
本发明的一个目的是提供一种用于变容量压缩机的微阀操纵的控制阀，所述阀响应于压缩机的吸气压力将压缩机曲轴箱中的压力保持在吸气压力相对于稳定的预定设定值，所述设定值可以通过电信号在压缩机操作期间变化。
该本实施例和实施方案是说明性的而非限制性的，并且本发明不局限于此处所给的细节，而是可以在附加权利要求的范围和对等物内进行改进。
在考虑本发明优选实施方案的下列说明和附图，以及权利要求的基础上，本发明的目的、特点和优点会变得更加明显。
此外，当参考附图阅读时，除上述讨论的之外，从优选实施方案的下列详细说明，本发明的各种目的、特征和优点对于本领域技术人员来说是显而易见的。
将参考附图描述本发明。在附图中图1示出了根据现有技术的美国专利6,390,782的优选实施方案的可变设定值控制阀的横截面。
图2示出了图1的可变控制阀该可变设定值控制部分的横截面。
图3示出了图1和2的可变控制阀该基准室阀装置的横截面。
图4示出了图1-3的可变控制阀的基准室阀装置的阀部件和阀座的横截面。
图5示出了根据现有技术的美国专利6,390,782的另一实施方案的可变设定值控制阀的横截面。
图6示出了根据现有技术的美国专利6,390,782的又一个实施方案的可变设定值控制阀的横截面。
图7示出了根据现有技术的美国专利6,390,782的另一实施方案的可变设定值控制阀的横截面。
图8示出了可以和现有技术的美国专利No.6,390,782的图1，4，5，和6的可变控制阀一起使用的基准室阀装置的另外两个实施方案的横截面。
图9示出了一现有技术中的供汽车使用的变容量压缩机的横截面。
图10示出了来自现有技术的图10的用于变容量压缩机的常规气动控制阀的横截面。
图11是一个类似于图1的一例图，图解了本发明优选实施方案的一个方案。
图12是图11的实施方案的局部放大图。
图13是根据本发明的微阀装置的实施方案的顶平面视图，所述装置适于在图11和12的控制阀中使用，并且其部分地中断以示出微阀装置的可动元件。
图14是具有微阀的图11和12的栓塞的底视图。
图15是具有微阀的图11和12的栓塞的透视图。
图16是类似于图12的视图，除示出了另一实施方案之外，其中有孔恒定渗流通路在栓塞中形成，所述栓塞在基准流体通道和吸气流体通道之间。
图17示出根据本发明的又一个实施方案的用于变容量压缩机的微阀操纵的控制阀的侧横截面视图。
图18是适于用作在微阀操纵的控制阀中的微阀的微滑阀的一层的剖视图，所述微阀操纵的控制阀用于变容量压缩机。
图18a是图18的微滑阀的层的一部分的视图。
图18b是图18a的那部分沿着线18b的侧视图。
图18c是图18的微滑阀的层的一部分的视图。
图18d是图18c的那部分沿着线18d的侧视图。
图19是类似于图18视图，除了示出根据另一个实施方案的微滑阀之外。
图20是类似于图18视图，除了示出根据又一实施方案的微滑阀之外。
图21是适于用作在微阀操纵的控制阀中的微阀的微滑阀导引部分的层的剖视图，所述微阀操纵的控制阀用于变容量压缩机。
图22是适于用作在微阀操纵的控制阀中的微阀的微滑阀滑阀部分的层的剖视图，所述微阀操纵的控制阀用于变容量压缩机。
图23是类似于图22视图，除了示出根据另一个实施方案的滑阀部分之外。
具体实施例方式
在本发明的下列描述中，将仅为了参考的目的使用某些术语，而不是为了限制。术语例如“上”，“下”，“之上”，“之下”，“向右”，“向左”，“顺时针方向”，以及“逆时针方向”指所参考的附图中的方向。术语例如“向内”和“向外”指从分别指向所描述的元件的几何中心或离开所描述的元件的几何中心的方向。术语例如“前”，“后”，“侧面”，“左侧”，“右侧”，“顶部”，“底部”，“水平”和“垂直”描述了在相容却任意的所参考的机架中的元件的部分的定向，其可通过参考正文并联系描绘所讨论的元件的附图弄清楚。这样的术语可包括上面特别提及的词，由其所引申的词，以及类似引入的词。
在图11和12中图解了本发明的一实施方案。该实施方案类似于图1中示出的装置，除了可变控制部分80已经被可变控制部分80’替代之外。可变控制部分80的电磁致动器92和94已经被栓塞800和微阀802替代，也在图14和15中示出。除了以下将进一步描述的之外，控制阀10的结构与功能在其他方面通常与在图1中图解的实施方案相同。
基准阀座81’限定一基准室端口，所述基准室端口通常表示为与排气渗流室98流体连通的基准入口88’。基准阀座81’也限定一与吸气渗流室96流体连通的基准出口86’。
栓塞800布置在基准阀座81’中。栓塞800通常为圆柱形。栓塞800包括三个O形环槽810，O形环槽圆周地形成在栓塞800的表面。在每一O形环槽810中布置一O形环812。每一O形环812在栓塞800和基准阀座81’之间形成密封。
栓塞800包括排气流体通道804、基准流体通道806和吸气流体通道808。
微阀802安装在相对基准室90的栓塞800上。微阀802优选是通过焊点连接而装配的。栓塞800和微阀802之间的焊接点优选包括绕通道804，806和808的栓塞800上的区域，而不包括在微阀802的致动器867(图13中示出)下的区域。然而，应当清楚的是，微阀802可以以任何适合的方式安装，例如在题为“用于微阀的层压的集管”的美国专利No.6,581,640中所公开的方式，其中公开的内容在此通过参考被引入，其中描述了可以通过任何合适的方法，例如机械紧固件，例如铆钉或螺栓，通过适合的粘合剂，或通过焊接将接线盒固定到用于微阀的集管上。
排气流体通道804和基准入口88’配合以允许排气渗流室98和微阀802之间的流体连通。基准流体通道806允许基准室90和微阀802之间的流体连通。吸气流体通道808和基准出口86’配合以允许吸气渗流室96和微阀802之间的流体连通。
微阀802通过线89’电气连接到压缩机控制单元146上。
图13图解根据本发明的微阀802的一实施方案，其适合于用作图11和12的可变控制部分80’中的微阀802。图13是在图11和12中图解的微阀的层的剖视图。微阀802包括限定内腔842的板826。通常“工字形的”阀836布置内腔842中用于在第一位置(如所示)和第二位置(未示出)之间运动。阀836包括附着于板826的固定部分834的细长梁836a。阻塞部分836b伸出梁836a的自由端。优选地，阻塞部分836b以从梁836a相应侧面大约九十度的角度伸出。另外地，阻塞部分836b可以任何适合的角度从梁836a伸出。优选地，阻塞部分836b可能基本上在梁836a相同平面上。阻塞部分836b包括第一部分837a和第二部分837b。第一部分837a交替地开启和阻塞第一微端口820。当阀836在第一和第二位置之间移动时，第二部分837b阻塞和开启第二微端口821(虚线示出)。阻塞部分836b允许第一微端口820和第二微端口821与第三微端口822的选择性的流体连通。第一微端口820与吸气流体通道808流体连通。第二微端口821与排气流体通道804流体连通。该第三微端口822与基准流体通道806流体连通。该阀836是可操作的以有选择地允许吸气流体通道808和基准流体通道806和排气流体通道804和基准流体通道806之间的流体连通。在图13中，示出的阀836允许吸气流体通道808和基准流体通道806之间的流体连通，其优选为正常位置。未示出的是该阀836，该阀允许排气流体通道804和基准流体通道806之间的流体连通，其优选是在致动位置获得。
优选地，阻塞部分836b限定第一微型放气口884a，它在阀836的上、下表面之间延伸。当阀836在致动位置时，第一微型放气口884a与第一微端口820和第一微型贮槽(未示出)流体连通。题为“导阀控制的微阀装置”的美国专利No.6,540,203，其公开的内容在此通过参考被引入，其中描述适合于在微阀中使用的类似放气口和贮槽装置并解释了微型放气口的效用。因而，当第一微型放气口884a在触发位置时，经过阀836保持流体第一微端口820和第一微型贮槽(未示出)之间的流体连通。阻塞部分836b也限定第二微型放气口884b，它在阀836的上、下表面之间延伸。类似于第一微型放气口884a，第一微端口820，和第一微型贮槽(未示出)的装置，当阀836在正常位置时，第二微型放气口884b与第二微端口(未示出)和第二微型贮槽(未示出)流体连通。
板826还包括通常表示为867的阀致动器。致动器定位梁836a。致动器867包括附着于梁836a的细长脊867a。致动器867此外包括多相对的第一肋线867b和第二肋线867c。每一第一肋867b具有附着于脊867a的第一侧面的第一端部和附着于固定部分834的第二端部。类似于第一肋线867b，每一第二肋867c具有附着于脊867a的第二侧的第一端部和附着于固定部分834的第二肋端部。肋线867b，867c设计成能热膨胀(伸长)和收缩的。电接触点867d(在图15中示出)适合于连接到电源以供给流过肋线867b和867c的电流来热膨胀肋线867b和867c。致动器867适合于被电子控制单元例如在图11中图解的压缩机控制单元146控制。
现在参考图16，示出了栓塞800’。该栓塞包括在栓塞800’中形成的有孔的恒定渗流通路816，所述栓塞在基准流体通道806和吸气流体通道808之间。有孔恒定渗流通路816允许基准流体通道806和吸气流体通道808之间的稳定流体连通。由有孔的恒定渗流通路816限制流体连通因此当微阀802允许经过基准入口88的排气渗流室98和经过基准流体通道806的基准室90之间的流体连通时，仍然可能在基准室90中形成流体压力，但是处于高度的控制之下。
现在来参考图17，根据本发明的又一个实施方案的用于变容量压缩机的微阀操纵的控制阀10”包括压缩机位移控制部分30’和可变设定值控制部分80”。
现在来参考图18，示出的微滑阀902适于代替如图1中所示的控制阀10。图18是微滑阀902的一层的剖视图。微滑阀902通常包括形成导引部分(四通微导阀)903的第一微阀和形成滑阀(spool)部分(二通导阀操作的微阀)905的第二微阀，如虚线所示。
微滑阀902包括形成微滑阀902的多层阀体的中间板层的中间板层926。可以以任何适合的方式制造连接诸层，例如美国专利No.6,540,203和No.6,494,804和美国专利申请公开文本No.2002/017489141，如上所讨论的，和其它类似的多层微阀。导引部分903包括由中间板层926限定的内腔942。通常“工字型”导阀(微导阀)936布置在内腔942中。导阀936包括通过挠性铰链934附着于中间板层926的固定部分的细长的梁936a和通常表示为967并且以下将更充分地描述的致动器，所述致动器用于在第一未致动或不带电的位置(如所示)和第二致动或激励位置(未示出)之间移动”工字型”导阀936。阻塞部分936b和936c从梁936a的相对自由端伸出。优选阻塞部分936b和936c可以从梁936a的相应的侧面以大约九十度的角度伸出，然而阻塞部分936b和936c也可以任何适合的角度从梁936a伸出。优选地，阻塞部分936b和936c可布置在与梁936a基本上相同的平面上和更优选阻塞部分936b和936c利用形成中间板层926的材料的板与梁936a整体成形。实际上，除了以下将具体说明的之外，参考图18讨论的微滑阀902所有移动和静止部分由形成中间板层926的材料的板形成。
图18a和18b中同时可以看出，阻塞部分936b包括第一部分937和第二部分938。当导阀930分别地在第一和第二位置之间移动时，第一部分937开启和阻塞第一微端口920，所述第一微端口920经过邻接中间板层926的微滑阀902的下底板层999形成。当导阀936分别地在第一和第二位置之间移动时，第二部分938阻塞和开启第二微端口921(虚线示出)，所述第二微端口经过相邻下底板层999形成。阻塞部分936b具有形成在其中的内部通道935，这允许第一微端口920和第二微端口921中的开启的一个与第三微端口922之间的选择性流体连通。
在图解的实施方案中，第一部分937和第二部分938是按比例和以定距离间隔的，因此当导阀936从未致动状态转变到致动状态，或从致动状态转变到未致动状态时，第一和第二微端口920和921是同时部分地开启并通过通道935与第三微端口922连通。然而，预期的是，在另一实施方案中，第一个部分937和第二部分938可以成比例的并定距离的间隔，因此当导阀936从未致动状态转变到致动状态，或从致动状态转变到未致动状态时，第一个微端口920和921通过通道935同时阻塞与第三微端口922的连通。在这样的实施方案中，当导阀936处于未致动状态时，第三微端口922可能与第一个微端口920连通，在中间致动点第三微端口922可能与第一个微端口920或第二微端口921都不连通，当导阀936处于完全致动位置时，第三微端口922仅与第二微端口921流体连通。
优选地，该阻塞部分936b限定第一微型放气口983，它伸出微阀936上下表面之间来在垂直于中间板层926的方向提供压力平衡。当导阀936处于致动位置时，第一微型放气口983与第一微端口920和第一微型贮槽975流体连通，所述微型贮槽在邻近于中间板层926的微滑阀902的层997中形成。题为“导阀控制的微阀装置”的美国专利No.6,540,203描述了一种适合于在微阀中使用的类似放气口和贮槽装置并解释了这种微型放气口的效用。因而，当处于触发位置时，第一微型放气口983维持第一微端口920和经过导阀936的第一微型贮槽975之间的流体连通。阻塞部分936b也限定第二微型放气口984，它伸出导阀936的上下表面。类似于第一微型放气口983之间的装置，第一微端口920提供压力平衡。当微阀936处于正常未致动位置时，第一微型贮槽975和第二微型放气口984与第二微端口921(虚线示出)和第二微型贮槽979流体连通。
类似地，同时可以在图18c和18d中看出，阻塞部分936c包括第一部分1937和第二部分1938。当导阀936分别地在第一和第二位置之间移动时，第一部分1937开启和阻塞第一微端口1920(虚线示出)。第一微端口1920穿过邻近于中间板层926的微滑阀902的下底板层999形成。当导阀936分别地在第一和第二位置之间移动时，第二部分1938阻塞和开启第一微端口1921(虚线示出)。第二微端口1921穿过邻接的下底板层999形成。那阻塞部分936c具有形成在其中的内部通道1935，其允许第一微端口1920和第二微端口1921与第三微端口1922之间的选择性流体连通。类似于第一部分937和938，阻塞部分936c的第一部分1937和第二部分1938可以以合适地比例并以定距离的间隔来容许所有的三个微端口任一之间同时的流体连通。当导阀936移到中间致动位置时，1920，1921和1922处于中间致动位置，或阻挡第三微端口1922与第一微端口1920和第二微端口1921中的任何一个的连通。
类似于阻塞部分936b，阻塞部分936c限定第一微型放气口1983，其在阀936的上、下表面之间延伸。当导阀936处于正常、未致动位置时，第一微型放气口1983与第一微端口1920和在层997中形成的第一微型贮槽1975流体连通。当处于正常、未致动位置时，第一微型放气口1983维持第一微端口1920和穿过导阀936的第一微型贮槽1975之间的流体连通，来提供阀936相对表面的压力平衡。阻塞部分936c也限定第二微型放气口1984，它伸出导阀936的上下表面，用于相同的目的，即压力平衡。类似于第一微型放气口1983、第一微端口1920和第一微型贮槽1975之间的配置，第二微型放气口1984、第二微端口1921和第二微型贮槽1979在导阀936处于致动位置时流体连通。当导阀936处于正常未致动位置时，第一微型放气口1983与第一微端口1920和第一微型贮槽1975流体连通而当导阀936处于致动位置时，第二微型放气口1984与第二微端口1921和第二微型贮槽1979流体连通。当处于正常、未致动位置时，第一微型放气口1983维持第一微端口1920和穿过导阀936的第一微型贮槽1975之间的流体连通，而第二微型放气口1984维持第二微端口1921和穿过导阀936的第二微型贮槽1979之间的流体连通，类似地，当处于致动位置时，第二微型放气口1984维持第二微端口1921和穿过导阀936的第二微型贮槽1979之间的流体连通，而第一微型放气口1983维持第一微端口1920和穿过那导阀936的第一微型贮槽1975之间的流体连通。第一微型放气口1983和第二微型放气口1984类似于微型放气口983和984提供压力平衡功能。
从以上说明书可以理解的是，导阀936的特征在于两个用梁936a连接的三向微阀，所述梁被致动器967串联的致动。通过控制第一微端口920、第二微端口921、和第三微端口922之间的流体连通使得阻塞部分936b操作为第一三通阀的活动元件。通过控制第一微端口1920、第二微端口1921、和第三微端口1922之间的流体连通使得阻塞部分936c操作作为第二三通阀的活动元件。在连接中，这两个三向微阀用作四向微阀，其中导阀936具有流体进口接头(由两个微端口920和1920组成，它连接到排出压力)、一出口接头(由两个微端口921和1921组成，它连接到吸气压力)、和第一和第二加载接头(由两个微端口922和1922组成，它连接到滑阀905的相对端)。
再次参考图18，中间板层926进一步包括通常表示为967的阀致动器。致动器定位梁936a。致动器967包括一附着于梁936a的细长脊967a。致动器967进一步包括多对相对的第一肋线967b和第二肋线967c。每一第一肋967b具有附着于脊967a的第一侧面的第一端部和附着于中间板层926的固定部分的第二端部。类似于第一肋线967b，每一第二肋967c具有附着于脊967a的第二侧面的第一端部和附着于中间板层926的固定部分的第二端部。电接触点，例如如图15中所示的电接触点867d，适合于连接到电源来供给流过肋线967b和967c的电流以加热肋线967b和967c，并从而促使肋线伸长。当电流降低时，电阻加热是降低的并且肋线变短。致动器967适合于被电子控制单元例如在图11中图解的压缩机控制单元控制。
滑阀部分905包括由中间板层926限定的内腔985。为滑阀986形式的导阀控制的微阀布置在内腔942中以在第一位置(如所示)和第二位置(未显示)之间运动。滑阀986包括一纵向地伸长的中央凹口部分986a，它可滑动地接合中间板层926的附着的细长引导梁固定部分987。优选地，固定部分987键合到邻近中间板层926多层阀体的双层(下层926和上层(未显示))上，从而作为加强构件类似于在WO01/712261中所描述的压力增强“半岛”，该文献所公开的内容在此通过参考被引入。滑阀986包括阻塞部分986b和986c，它位于滑阀936的两端。优选地，阻塞部分986b和986c从凹口部分986a的相应侧面成大约九十度的角度定向。另外地，阻塞部分986b和986c可以从凹口部分986a以任意适合的角度定向。优选地，阻塞部分986b和986c可以在与引导梁固定的部分987基本上相同的平面上。在一反比例关系中，当滑阀986在第一和第二位置之间移动时，阻塞部分986b和986c交替地开启和阻塞相应的微端口988b和988c。优选地，微端口988b和988c被升起的密封区域988d隔开。阻塞部分986b和986c允许微端口988b和988c的选择性流体连通。在另一个实施方案中，阻塞部分986b和986c进一步允许在相邻层997中的第三微端口(未显示)与微端口988b和988c选择性的流体连通。
微端口988b与排出压力通路110流体连通，如图1所示。微端口988c与第一曲轴箱压力通路130流体连通，并优选地，第二曲轴箱压力通路132被一固定有孔连接到吸气压力通路112，此未示出。阀902是可操作的以有选择地允许排出压力通路110和第一曲轴箱压力通路130之间的流体连通。在图1中，所示出的控制阀10允许吸气压力通路112和第一曲轴箱压力通路130之间的流体连通，其优选处于正常的、未致动位置。在致动位置(未示出)，控制阀10阻止排出压力通路110和第一曲轴箱压力通路130之间的流体连通。
再次参考图18，优选地，阻塞部分986b限定微型放气口989，它与在该相邻层997的微型贮槽(未示出)和该微端口988b协作，所述微端口988b类似于先前所讨论的第一微型放气口983，第一微端口920和第一微型贮槽975之间的配置。
该中间板层926进一步包括通常表示为990的滑阀弹簧。弹簧990相对于梁987偏压滑阀986。
滑阀部分905优选地包括与弹簧990相对的阻尼延迟器991，所述阻尼延迟器991包括滑阀986的纵向伸出部分和在内腔985的壁上形成的凹口。滑阀部分905优选地包括与弹簧990相对的反馈端口992。微端口998(如虚线所示)优选是布置在与阻尼延迟器991相邻的下底板层999并在滑阀986下方。当滑阀986在中间区域(优选在总偏转角的5％和60％之间)时，反馈端口992提供微端口998和区域995之间的流体连通，所述区域995在滑阀986和内腔985端壁之间的内腔985中。在滑阀986的纵向延长部分下和/或越过该纵向延长部分的相邻板层略微地凹进以允许在阻尼延迟器991的滑阀986的纵向延长部分之下或越过该纵向延长部分连通。注意的是，相邻板层不凹进与阻尼延迟器凹口991的区域内部，因此当反馈端口992与之流体连通时，滑阀986的纵向延长部分密封端口998。例如，当反馈端口992开启时，微端口998连接到吸气压力通路112并且反馈端口992和微端口998流体连通，导致压力压缩滑阀986的端面，所述滑阀986暴露于在处于995中的内腔985的压力中。在这种情况下，当反馈端口992关闭时，在995处的滑阀986部分上的压力将增加。因此滑阀部分905将响应作用在其上的压力导引力的平衡，从而可以更精细地控制。滑阀部分905可以在完全地打开并且完全地关闭之间移动，或将位置保持在这两位置之间。这适合于维持曲轴箱118中的压力，当滑阀部分905从排气区124连接高压源到曲轴箱118时需要将恒定渗流偏移到上述构建在压缩机壳体中的吸气区120中。然而，应当理解的是，滑阀部分905不必要包括阻尼延迟器991或反馈端口992。在这种情况下，滑阀部分905倾向于在完全打开和完全关闭之间移动并由于需要增加曲轴箱压力而恰好断续地开启。
滑阀部分905进一步包括微端口993和微端口994。微端口993与微端口922流体连通而微端口994与微端口1922流体连通。微端口920和1920与吸气压力通路112(图1中示出)流体连通并从而可以作为引导部分903的卸载区(低流体压力区域)。微端口921和1921与排出压力通路110流体连通并从而作为引导部分903的供给源(高压流体源)。
当微滑阀902处于不被激励的状态时，阻塞部分936b使微端口920维持在常开位置而微端口921在常闭位置，并且排出压力作用在滑阀986的一部分上，通常表示为995。当微滑阀902处于不被激励的状态时，阻塞部分936c使微端口1920维持在常闭位置而微端口1921在常开的位置，并且吸气压力作用在滑阀986的一部分上，通常表示为996。当微滑阀902处于不带电状态时，弹簧990保持住滑阀986，因此微端口988b和988c处于常开位置。与那些在激励状态的压力分布相反的状态将在下面的段落中讨论。
当致动器967被激励时，将导阀936移动到其激励位置阻塞部分936b使微端口920保持在停止位置而微端口921保持在开启位置。微端口920连接到排出压力而微端口921连接到吸气压力；从而在激励位置的阻塞部分允许吸气压力通过连接微端口993穿过微端口而被施加到滑阀986上，以便吸气压力作用滑阀986的一部分上，通常表示为995。当微滑阀902处于激励状态时，阻塞部分936c使微端口1920(连接到排出压力)保持在开启位置而微端口1921(连接到吸气压力)保持在停止位置，从而排出压力被阻塞部分936c通过微端口1922和端口994直接作用于滑阀986的一部分上，通常表示为996。从而，当微滑阀902处于激励状态时，滑阀986沿着梁987横动，因此微端口988b和988c关闭而微端口988c开启。在这种情况下，在另一个实施方案中，微端口988c则通过那可选第三微端口(未示出)与吸气压力通路112流体连通。
选择性地，致动器967可被部分地激励，导致微端口920、1920、921和1921全部都至少部分地开启。在995和996处作用在滑阀986上的流体之间将出现交叉。当压力在995处提高时，滑阀986将横渡梁987因此微端口988b开始开启。自微端口988b的排气泄漏入微端口988c。如果在995处施加到滑阀986那部分上的压力变得低于在996处的压力，那么滑阀986将开始在相反方向上横渡梁987并开始关闭微端口988b。在这种情况下，反馈端口992将关闭，从而允许在995处的滑阀986那部分上的压力增加。
当处于部分地激励状态时，据说在相对激励所确定的点，滑阀986可以振动，优选地具有相对小的振幅。阻尼延迟器991旨在衰减滑阀986的振幅并通常减慢滑阀986的运动。
图19是类似于图18的视图，除了示出了根据另一个实施方案的微滑阀之外，并且类似元件采用类似编号标记。导阀903处于“Z”结构。弹簧990不被中间板层926的任一部分中断。
图20是类似于图19的视图，除了示出了根据另一个实施方案的微滑阀之外，并且类似元件采用类似编号标记。滑阀905包括单个弹簧990并且不包括梁987。
尽管在图18、19和20中已经示出了微滑阀902，其中引导部分903和滑阀部分905被整体地成形，但是引导部分903和滑阀部分905可以单独地形成。例如，图21-23示出了单独地形成的引导部分和滑阀部分。
图21是微滑阀(未示出)的引导部分的一层的剖视图，所述滑阀适合于用作用于变容量压缩机的微阀操作的控制阀中的微阀。图21是类似于图18的视图，并且类似元件用类似编号标记。
图22是微滑阀(未示出)的滑阀部分的一层的剖视图，所述滑阀适合于用作用于变容量压缩机的微阀操作的控制阀中的微阀。图22是类似于图20的视图，并且类似元件用类似编号标记。滑阀905包括多个用于压力平衡的微型放气口989。
图23是类似于图22的视图，除了示出了根据另一个实施方案的滑阀部分之外，并且类似元件采用类似编号标记。滑阀986处于“I”结构。
总之，本发明包括一用于控制流体流动的微阀装置，它包括一二通导阀操作的微阀和一用于控制二通导阀操作的微阀的四通微导阀。
本发明也包括用于控制流体流动的微阀，它包括引导部分，包括包括限定引导内腔的固定部分的引导中间板层；布置在引导内腔内并通过挠性铰链附着于引导中间板层的所述固定部分上的细长梁；附着于固定部分上并且附着于细长梁上用于相对于固定部分移动细长梁的致动器；一对微导阀，每一微导阀包括与所述引导内腔流体连通的第一微端口；与所述引导内腔流体连通的第二微端口；与引导内腔流体连通的第三微端口；和自所述细长梁的相对端延伸的阻塞部分，用于有选择地允许所述第一微端口和所述第三微端口之间流体连通以及所述第二微端口和所述第三微端口之间流体连通；滑阀部分，包括限定滑阀内腔的滑阀部分板；布置在所述滑阀内腔中并附着于所述滑阀部分板的固定部分上的滑阀弹簧；
布置在滑阀内腔中的滑阀，包括与所述滑阀内腔流体连通并与所述第三引导端口流体连通的一对第一滑阀端口；与所述滑阀内腔流体连通的一对第二滑阀端口；和布置在所述滑阀内腔中的至少一个阻塞部分，其附着于所述滑阀弹簧上，并适合于改变所述一对第二滑阀端口之间相对于第一滑阀端口和第三引导端口之间的流体连通的流体连通。
本发明还包括用于控制流体流动的微阀装置，它包括引导主体，具有引导室、一对第一引导端口、一对第二引导端口、以及一对形成在其中的主端口，每一所述端口与所述室流体连通并适合于与多个流体源中的一个连接，一对微导阀可移动地布置在所述引导室中并由所述主体支撑，用于允许所述第一引导端口和所述主端口之间以及所述第二引导端口和所述主端口之间选择性的流体连通；连结到所述微导阀上用于同时一前一后地移动所述微导阀的致动器；具有线圈室和与所述线圈室流体连通的一对第二端口的线圈主体，所述线圈室具有第一和第二端部，所述第一端部与其中一个所述主端口流体连通，所述第二端部与另一个所述主端口流体连通；附着于所述线圈主体的固定部分上的滑阀弹簧；和附着于所述滑阀弹簧上的滑阀阻塞部分，所述滑阀阻塞部分可移动地布置在线圈室中，用于在第一位置和第二位置之间运动，由此通过由所述微导阀的定位而改变的流体压力来控制所述滑阀阻塞部分的定位，可操作所述滑阀阻塞部分来改变所述第二端口之间的流体连通。
本发明还涉及在具有活塞的变容量压缩机中的控制阀，所述变容量压缩机具有可以在压缩室内移动的活塞，所述压缩室接纳来自处于吸气压力下的吸气区的气体并将气体排放到处于排出压力下的排气区中；具有曲轴箱压力的充气的曲轴箱室，活塞的移动根据曲轴箱压力改变，所述控制阀控制曲轴箱压力，所述控制阀包括用于开启或关闭排气区和曲轴箱室之间的气体连通通路的排出压力阀部分；与曲轴箱室分离的基准室，具有基准压力，通过排气和吸气压力气体到基准室的流动而将所述基准压力确定到预定基准压力；压敏部件，具有与吸气压力区域气体连通的吸气压力接收区和与基准室气体连通的基准压力接收区，所述压敏部件响应于预定基准压力和吸气压力的变化而移动；用于可操作地联结压敏部件的运动以开启排气阀部分的装置；和用于响应于电信号而控制排气和吸气压力气体中的至少一个到基准室的流动，从而确定预定基准压力的微阀。
本发明还涉及用于控制流体流动的四通微阀装置，它包括具有中间板层的主体，内腔形成在中间板层中，所述主体限定进口接头、出口接头，和与所述内腔流体连通的第一和第二加载接头；布置在所述内腔中的可移动微阀元件，其可在第一位置和第二位置之间移动，当所述可移动微阀元件处于所述第一位置时，所述可移动微阀元件可操作允许所述进口接头和所述第一加载接头之间的以及所述出口接头和所述第二加载接头之间的流体连通，当所述可移动微阀元件处于所述第二位置时，所述可移动微阀元件可操作允许所述进口接头和所述第二加载接头之间的以及所述出口接头和所述第一加载接头之间的流体连通；和微阀致动器，可操作使所述可移动微阀元件在所述第一位置和所述第二位置之间移动。
另外，本发明涉及用于控制流体流动的二通微阀，包括具有中间板层的多层板阀体，内腔形成在中间板层上，所述阀体限定与所述内腔流体连通的进口接头出口接头；布置在所述内腔中的可移动微阀元件，其可在第一位置和第二位置之间移动，当所述可移动元件处于所述第一位置时，所述可移动元件可操作允许所述进口接头和所述出口接头之间流体连通，当所述可移动的元件处于所述第二位置时，所述可移动元件可操作阻挡所述进口接头和所述出口接头之间的流体连通；和形成在可移动的元件中的反馈端口，其可操作以相对于所述可移动元件在所述第一位置和所述第二位置之间的运动调节可移动元件的端部上的压力。
已经在其优选实施方案中解释和图解了本发明的原理和操作方式。然而，应当理解的是，本发明在不脱离其精神或范围的情况下可以不同于具体地解释和图解的实际操作。
权利要求
1.一种用于控制流体流动的微阀装置，包括二通导阀操作的微阀；和用于控制该二通导阀操作的微阀的四通微导阀。
2.如权利要求1所述的微阀装置，其中，四通微导阀包括具有中间引导板层的引导主体，引导内腔形成在中间引导板层中；细长梁，可移动地布置在所述引导内腔中，并通过挠性铰链附着于所述中间引导板层的固定部分上，以使得在第一和第二位置之间可移动；第一和第二导阀，每一个都包括第一引导端口，第二引导端口，和形成在所述引导主体中的第三引导端口，所述引导端口中的每一个与所述引导内腔流体连通，所述导阀中的每一个包括从所述细长梁的相对端延伸的并在所述引导内腔中利用所述梁可移动的引导阻塞部分；和致动器，可操作地联接于所述细长梁上，用于使所述梁在所述第一和第二位置之间移动，从而当所述致动器处于未致动位置时，所述梁处于所述第一位置而所述第三引导端口与所述第一引导端口流体连通并与所述第二引导端口隔离开，以及当所述致动器处于完全地致动位置时，所述梁处于所述第二位置而所述第二引导端口与所述第三引导端口流体连通并与所述第一引导端口隔离开。
3.如权利要求2所述的微阀装置，其中，当所述致动器处于所述未致动位置和所述完全致动位置之间的中间位置时，所述第一引导端口和所述第二引导端口都与所述第三引导端口流体连通。
4.如权利要求2所述的的微阀装置，其中，所述阻塞部分以大约90度的角度从所述细长梁延伸。
5.如权利要求2所述的微阀装置，其中，每一所述阻塞部分包括限定在其中的狭槽，当所述致动器处于所述未致动位置时，通过该狭槽在所述第三端口和所述第一端口之间提供流体连通，当所述致动器处于完全致动位置时，通过该狭槽在所述第三端口和所述第二端口之间提供流体连通。
6.如权利要求1所述的微阀装置，其中，该二通导阀操作的微阀包括具有中间滑阀板层的滑阀微阀主体，所述中间滑阀板层具有固定部分，在该固定部分中形成有滑阀内腔，所述滑阀微阀主体具有第一滑阀端口和第二滑阀端口，每一个所述滑阀端口形成在所述滑阀微阀主体中，每一个所述滑阀端口与所述滑阀内腔流体连通；至少一个滑阀弹簧，附着于所述中间滑阀板层的所述固定部分上；滑阀，包括至少一个滑阀阻塞部分，其附着于所述滑阀弹簧上并可移动地布置在所述滑阀内腔中，从而所述滑阀阻塞部分可操作的改变所述第一滑阀端口和所述第二滑阀端口之间的流体连通。
7.如权利要求6所述的微阀装置，其中，二通导阀操作的微阀进一步包括与四通微导阀流体连通的第三滑阀端口；和与四通微导阀流体连通的第四滑阀端口，其中所述第三滑阀端口和所述第四滑阀端口与所述滑阀内腔流体连通并且第三滑阀端口和第四滑阀端口的每一个都形成在所述滑阀微阀主体中，使得在所述滑阀阻塞部分的任一端部提供流体连通，以响应于来自所述微导阀的流体压力的改变来移动所述滑阀阻塞部分。
8.如权利要求6所述的微阀装置，其中，该二通导阀操作的微阀进一步包括阻尼延迟器，其由所述阻塞部分的一端的纵向突出部与形成在所述固定部分中的对应凹口协作限定，可操作所述阻尼延迟器以衰减所述滑阀的振动。
9.如权利要求6所述的微阀装置，其中，二通导阀操作的微阀进一步包括，自所述固定部分纵向地延伸的滑阀梁，所述滑阀阻塞部分限定一凹口部分，所述凹口部分可滑动地与所述滑阀梁结合。
10.一种用于控制流体流动的微阀，包括引导部分，包括包括限定引导内腔的固定部分的引导中间板层；布置在引导内腔内并通过挠性铰链附着于引导中间板层的所述固定部分上的细长梁；附着于固定部分上并且附着于细长梁上用于相对于固定部分移动细长梁的致动器；一对微导阀，每一微导阀包括与所述引导内腔流体连通的第一微端口；与所述引导内腔流体连通的第二微端口；与引导内腔流体连通的第三微端口；和自所述细长梁的相对端延伸的阻塞部分，用于有选择地允许所述第一微端口和所述第三微端口之间流体连通以及所述第二微端口和所述第三微端口之间流体连通；滑阀部分，包括限定滑阀内腔的滑阀部分板；布置在所述滑阀内腔中并附着于所述滑阀部分板的固定部分上的滑阀弹簧；布置在滑阀内腔中的滑阀，包括与所述滑阀内腔流体连通并与所述第三引导端口流体连通的一对第一滑阀端口；与所述滑阀内腔流体连通的一对第二滑阀端口；和布置在所述滑阀内腔中的至少一个阻塞部分，其附着于所述滑阀弹簧上，并适合于改变所述一对第二滑阀端口之间相对于第一滑阀端口和第三引导端口之间的流体连通的流体连通。
11.如权利要求10所述的微阀，其中，多层阀体的中间层板包括引导部分板和滑阀部分板。
12.一种用于控制流体流动的微阀装置，包括引导主体，具有引导室、一对第一引导端口、一对第二引导端口、以及一对形成在其中的主端口，每一所述端口与所述室流体连通并适合于与多个流体源中的一个连接，一对微导阀可移动地布置在所述引导室中并由所述主体支撑，用于允许所述第一引导端口和所述主端口之间以及所述第二引导端口和所述主端口之间选择性的流体连通；连结到所述微导阀上用于同时一前一后地移动所述微导阀的致动器；具有线圈室和与所述线圈室流体连通的一对第二端口的线圈主体，所述线圈室具有第一和第二端部，所述第一端部与其中一个所述主端口流体连通，所述第二端部与另一个所述主端口流体连通；附着于所述线圈主体的固定部分上的滑阀弹簧；和附着于所述滑阀弹簧上的滑阀阻塞部分，所述滑阀阻塞部分可移动地布置在线圈室中，用于在第一位置和第二位置之间运动，由此通过由所述微导阀的定位而改变的流体压力来控制所述滑阀阻塞部分的定位，可操作所述滑阀阻塞部分来改变所述第二端口之间的流体连通。
13.一种在变容量压缩机中使用的控制阀，所述变容量压缩机具有可以在压缩室内移动的活塞，所述压缩室接纳来自处于吸气压力下的吸气区的气体并将气体排放到处于排出压力下的排气区中；具有曲轴箱压力的充气的曲轴箱室，活塞的移动根据曲轴箱压力改变，所述控制阀控制曲轴箱压力，所述控制阀包括用于开启或关闭排气区和曲轴箱室之间的气体连通通路的排出压力阀部分；与曲轴箱室分离的基准室，具有基准压力，通过排气和吸气压力气体到基准室的流动而将所述基准压力确定到预定基准压力；压敏部件，具有与吸气压力区域气体连通的吸气压力接收区和与基准室气体连通的基准压力接收区，所述压敏部件响应于预定基准压力和吸气压力的变化而移动；用于可操作地联结压敏部件的运动以开启排气阀部分的装置；和用于响应于电信号而控制排气和吸气压力气体中的至少一个到基准室的流动，从而确定预定基准压力的微阀。
14.如权利要求13所述的控制阀，进一步包括，与基准室气体连通的显微机械加工的压力传感器，其中压力传感器产生与基准压力相关的电信号，压力传感器与微阀整体地成形。
15.如权利要求13所述的控制阀，其中，基准室是由刚性壁、隔膜的第二侧面和微阀装配在其上的栓塞形成的封闭空间。
16.如权利要求13所述的控制阀，其中，该微阀包括热致动的微阀。
17.如权利要求13所述的控制阀，其中，该微阀包括微滑阀。
18.如权利要求16所述的控制阀，其中，微滑阀包括引导部分和导阀操作的滑阀部分。
19.一种用于控制流体流动的四通微阀，包括具有中间板层的主体，内腔形成在中间板层中，所述主体限定进口接头、出口接头，和与所述内腔流体连通的第一和第二加载接头；布置在所述内腔中的可移动微阀元件，其可在第一位置和第二位置之间移动，当所述可移动微阀元件处于所述第一位置时，所述可移动微阀元件可操作允许所述进口接头和所述第一加载接头之间的以及所述出口接头和所述第二加载接头之间的流体连通，当所述可移动微阀元件处于所述第二位置时，所述可移动微阀元件可操作允许所述进口接头和所述第二加载接头之间的以及所述出口接头和所述第一加载接头之间的流体连通；和微阀致动器，可操作使所述可移动微阀元件在所述第一位置和所述第二位置之间移动。
20.一种用于控制流体流动的二通微阀，包括具有中间板层的多层板阀体，内腔形成在中间板层上，所述阀体限定与所述内腔流体连通的进口接头出口接头；布置在所述内腔中的可移动微阀元件，其可在第一位置和第二位置之间移动，当所述可移动元件处于所述第一位置时，所述可移动元件可操作允许所述进口接头和所述出口接头之间流体连通，当所述可移动的元件处于所述第二位置时，所述可移动元件可操作阻挡所述进口接头和所述出口接头之间的流体连通；和形成在可移动的元件中的反馈端口，其可操作以相对于所述可移动元件在所述第一位置和所述第二位置之间的运动调节可移动元件的端部上的压力。
21.如权利要求20所述二通微阀，其中，可移动微阀元件包括，限定凹口部分的滑阀阻塞部分，所述凹口部分可滑动地接合滑阀梁，所述滑阀梁附着于所述多层板阀体的邻近所述中间板层的层上。
全文摘要
公开了一种用于控制变容量压缩机的装置。该装置包括微阀操作的控制阀。还公开了一种用于控制流体流动的微阀装置和用作微阀的微滑阀装置。
文档编号F16K11/00GK1902419SQ200480039302
公开日2007年1月24日 申请日期2004年11月24日 优先权日2003年11月24日
发明者爱德华·N·富勒, 布莱迪·R·戴维斯, 杰弗里·R·尤贝尔, 杰弗里·O·钱斯, 史蒂文·B·布思 申请人:铝微有限公司