汽车变排量空调压缩机工作原理
一、摘要变排量空调在现代汽车上得到越来越广泛的应用" 本文介绍汽车变排量空调的优点" 重点阐述具有代表性的9种汽车变排量空调压缩机的结构与工作原理(注:新式可变排量压缩机参考相关资料)。
轿车空调用变排量压缩机按照结构形式分为摇板式斜盘式滚动活塞式螺杆式 旋片式 涡旋式等机型其中斜盘式变排量压缩机目前应用最多按控制方式分为内部控制式变排量压缩机与外部控制式变排量压缩机其生产厂家及其对应生产的变排量压缩机型号如表1所示。
表1  汽车变排量空调压缩机主要生产厂家
生产企业
变排量压缩机的型号
上海易初通用机器有限公司
六缸双面滑履外控式变排量
压缩机七缸双面滑履变排量压缩机 五缸单向斜盘变排量压缩机 七缸单向斜盘变排量压缩机7H15
上海三电汽车空调有限公司
七缸摇盘无级可变排量压缩机SD7V16、 六缸摇盘无级可变排量压缩机SD6V12
南京奥特佳冷机有限公司
WXH系列涡旋式变排量压缩机
上海内燃机油泵厂
V5系列无级可变排量压缩机
日本电装公司
七缸双面滑履变排量压缩机7SB16、十缸双向斜盘变排量压缩机10PA17V
牡丹江汽车空调机厂
V5系列无级可变排量压缩机、CVC变排量压缩机
烟台首钢电装有限公司
十缸双向斜盘变排量压缩机10PA17VC
济南伊莱科技有限公司
七缸单向斜盘变排量压缩机7H15、7H13
松下电器公司
S系列双刮片变排量压缩机
变排量空调在奥迪、波罗、大宇、标志、别克、中华、奥拓等轿车上得到了广泛的应用,如表2所示。与传统的定量空调相比,变排量空调有如下的优点:①排气压力和工作转矩的波动减小,避免了对发动机的冲击;②保持了温度的稳定性;③保持了蒸发器低压的稳定性,而且蒸发器不会结霜;④$提高了压缩机的使用寿命;⑤减少了功率消耗。
表2  变排量压缩机在汽车上的应用
应用车型
变排量压缩机的型号
别克君威、红旗、金杯、中华、别克、赛欧、海南马自达
V5系列无级可变排量压缩机
广州本田雅阁、柳州五菱LZW6370A
十缸双向斜盘变排量压缩机10PA17VC
北京吉普BJ2021、BJ2022
七缸单向斜盘变排量压缩机7H15
柳州汽车风行、上海奇瑞
七缸摇盘无级可变排量压缩机SD7V16
四川奥拓
S系列双刮片变排量压缩机
一汽大众奥迪A6
七缸双面滑履变排量压缩机7SB16
捷达、宝来
七缸摇盘无级可变排量压缩机SD7V16
神龙富康
七缸单向斜盘变排量压缩机7H13
POLO
六缸双面滑履外控式变排量压缩机6PE12
日产阳光
V-6可变排量压缩机
1、V5变排量压缩机
V5变排量压缩机由一个可变角度的摇板和5个轴向定位的气缸组成 其外形如图1所示控制阀结构如图2所示压缩机容积控制中心是一个波纹管式操纵控制阀装在压缩机的后端可检测压缩机吸气腔的压力 锥阀控制摇板箱与吸气腔(波纹管室) 之间的通道 球阀控制排气腔与摇板箱之间的通道排量的改变是依靠摇板箱压力的改变来实现摇板箱压力降低作用在活塞上的反作用力就使摇板倾斜一定角度这就增加了活塞行程(即增加了压缩机排量)反之摇板箱压力增加就增加了作用在活塞背面的作用力使摇板往回移动减少了倾角 即减小了活塞行程也就减少了压缩机排量 排气压力影响控制阀的控制点的变化 排气压力升高控制点降低当空调容量要求大时吸气压力将高于控制点控制阀的锥阀打开并保持从摇板箱吸入气体至吸气腔&如果没有摇板箱——吸气腔间压力差压缩机将有最大的容积 通常压缩机的排气压力比曲轴箱的压力大得多 曲轴压力高于或等于压缩机的吸气压力在最大排量时摇板箱的压力才等于吸气压力在其它情况下摇板箱的压力大于吸气压力
 
当空调容量要求小时吸气压力达到控制点控制阀打开球阀将排气腔的气体引至摇板箱并通过锥阀关闭从摇板箱到吸气腔的强制通风的通道。
摇板的角度由5个活塞的平衡力来控制 摇板箱——吸气管间压力差的微小提高将会产生一个力引起摇板轴销的运动 从而减小摇板的角度压力差越大摇板的角度越小排量越小
V5变排量压缩机根据空调系统蒸发器压力的变化改变空调系统的制冷量改变了传统压缩机通过离合器启闭的调节方式实现了系统平稳连续运行避免了对发动机的冲击该空调系
统仍保留了电磁离合器但该离合器的作用与传统压缩机有本质的不同离合器在如下情况起作用在汽车空调系统停止使用时离合器脱离可以使压缩机停止运转;车辆在超速档运行时离合器脱离可以使压缩机停止运转
2、10PA17VC斜盘式两级变排量压缩机
图3为10PA17VC斜盘式两级变排量压缩机的剖面图 利用固定在主轴上的斜盘把主轴旋转运动转变为5个活塞的往复运动 从而压缩制冷剂该压缩机为双向作用式 即利用5个活塞进行10个气缸的运动 这种变排量压缩机是以100%排量或50%排量进行运转的
4所示是10PA17VC斜盘式两级变排量压缩机100%排量运转时的状态当电磁线圈不通电
阀关闭低压侧 打开高压旁通路把高压气体引入柱塞背部当柱塞作用力大于弹力高压出气阀顶住平板各气缸进行压缩行程在止回阀的作用下在后侧产生高压气体与前侧的高压气体一起被送入冷凝器
图5所示是10PA17VC斜盘式两级变排量压缩机50%排量运转时的状态当电磁线圈通电时阀被吸开低压侧打开高压旁通管路被关闭在柱塞背面不承受高压气体压力所以柱塞顶住弹簧高压出气阀与阀板脱离这时后侧气缸的各出气孔总是处在打开状态所以,后侧5个气缸的压缩行程不能进行止回阀由于与前侧压力差的关系而下降关闭后侧排气通路防止高压气体回流这样后侧成为低压只有前侧进行50%#排量运转。
10PA17VC斜盘式两级变排量压缩机排量的变换如图6所示利用蒸发器温度传感器判断制冷的负荷状态进行电磁线圈的控制。在ECON工况时通常进行50%排量运转同时发动机冷却系在高温时也以50%排量运转# 从而减轻发动机负荷。
汽车空调原理图
3、外部控制式变排量压缩机
内部控制变排量压缩机用内部控制阀使吸气压力保持在一个较低的恒定温度一般保持蒸发温度为0℃),往往用再热方式提高送风温度来保持车内的舒适性而外部控制变排量压缩
机汽车空调系统根据环境温度发动机转速太阳辐射强度车内温度送风温度送风风向以及空调模式设定等参数由汽车的控制板或者计算机来确定控制信号再由外部电磁控制阀来控制压缩机合适的排量这样可以根据当时的冷负荷情况确定一个合适的吸气压力不需要再热从而达到节能的目的外部控制阀见图7。