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变态发动机,见过一个也算你牛
汽车空调压缩机(Auto Air Conditioning Compressors)是汽车空调制冷系统中的核心部件。随着人们对汽车舒适性的要求不断提高,各种新式空调系统不断出现,这也促使了空调压缩机制造技术的不断进步。从目前空调压缩机的发展趋势来看,结构紧凑、高效节能以及微振、低噪等特点是空调压缩机制造技术不断追求的目标。
一、汽车空调压缩机的作用与分类
1.汽车空调压缩机的作用
(1)空调压缩机是汽车空调制冷系统的动力源,促使制冷剂在系统内循环流动。
(2)提高制冷剂的压力,促使其在冷凝器中液化放热。
(3)提高制冷剂压力后,伴随着温度也提高(超过环境温度),这样有利于向外界散热。
2.空调压缩机的分类
根据工作原理的不同,空调压缩机可以分为定排量压缩机(CC)和变排量压缩机(VD)两大类。在空调制冷系统降压节流装置中,通常以OT表示膨胀管,丁XV表示膨胀阀,这样就可以形成四种不同的组合,即COOT, VDOT, CCTXV和VDTXV四种制冷循环。
(1)定排量空调压缩机
定排量压缩机的排气量是随着发动机转速的提高而成比例地提高,其不能根据制冷负荷的大小自动改变排气量,而且对发动机油耗的影响比较大。它的控制方式一般通过采集蒸发器表面或出风口的温度信号,当温度达到设定的温度,压缩机电磁离合器电路切断,压缩机停止工作。当温度升高后,电磁离合器电路接通,压缩机开始工作。定排量压缩机也受空调系统压力的控制,当系统管路内压力过低或过高以及发动机冷却液温度过高时,发动机ECU都会自动切断压缩机继电器控制信号(对压缩机起保护作用),使压缩机停止工作。
(2)变排量空调压缩机
变排量压缩机可以根据设定的温度自动调节功率输出。空调控制系统不采集蒸发器表面或出风口的温度信号,而是根据空调管路内压力的变化信号控制压缩机的压缩比来自动调节出风口温度。在制冷的全过程中,压缩机始终是工作的,制冷强度的调节完全依赖装在压缩机内部的压力调节阀来控制。当空调管路内高压端的压力过高时,压力调节阀缩短压缩机内活塞行程以减小压缩比,这样就会降低制冷强度。当高压端压力下降到一定程度,低压端压力上升到一定程度时,压力调节阀则增大活塞行程以提高制冷强度。
此外,根据工作方式的不同,空调压缩机一般可以分为往复式和旋转式两大类,常见的往复活塞式压缩机有曲轴连杆式和轴向活塞式。轴向活塞式压缩机有摆盘式和斜盘式两种。常见的旋转式压缩机又可分为旋转叶片式(简称旋叶式)、转子式、螺杆式和涡旋式等。
3.空调压缩机国际品牌
汽车空调压缩机的生产主要集中在日本、美国以及德国等国的几大公司中,例如日本电装、松下、东芝、三菱重工以及美国德尔福等公司,其中以日系厂家产量最大,这些公司在中国大多有合资或独资生产厂。另外,重庆建设车用空调器、空调机厂等企业也占有一定的压缩机市场份额。
二、空调压缩机的结构与工作原理
1.曲轴连杆式压缩机
(1)工作原理
曲轴连杆式压缩机是一种早期应用较为广泛的制冷压缩机,现在大、中型客车中仍然在继续使用。此类压缩机的活塞在汽缸内不断地运动,改变了汽缸的容积,从而在制冷系统中起到了压缩和输送制冷剂的作用。压缩机的工作过程可分为压缩、排气、膨胀、吸气四个过程,如图1所示。
(2)压缩过程
当活塞处于最下端位置I-I(称为下止点)时,汽缸内充满了从蒸发器吸入的低压、低温制冷剂蒸气,吸气过程结束。活塞在曲柄连杆机构的带动下开始向上移动时,吸气阀关闭,汽缸的工作容积逐渐减小。密闭在汽缸内的蒸气的压力和温度因容积的减小而逐步升高。当活塞向上移动到位置II-II时,汽缸内的蒸气压力升高到略高于排气管路中的压力,排气阀门便自动打开,开始排气。制冷剂蒸气在汽缸内从进气时的低压、低温升高到排气时的高压、高温的过程称为压缩过程。
(3)排气过程
活塞继续向上运动,汽缸内的蒸气压力不再升高,而是不断地经过排气阀向排气管路(压缩机高压侧管路或称为高压管路)输出,直到活塞运动到最高位置III-III(称为上止点)时排气过程结束。蒸气从汽缸向排气管路输出的过程称为排气过程。
(4)膨胀过程
当活塞运动到上止点位置时,由于压缩机的结构及制造工艺等原因,活塞顶部与气阀座之间存在一定的间隙。该间隙所形成的容积称为余隙容积。排气过程结束时,由于余隙的存在,在汽缸余隙容积内有一定数量的高压蒸气。当活塞开始向下移动时,排气阀关闭,但吸气管路(压缩机进气管路,也称为低压管路)内的低压蒸气不能立即进入汽缸,而是首先将残留在汽缸内的高压蒸气容积增大而膨胀,使其压力下降,直至汽缸内的压力下降到稍低于吸气管道中的压力时为止。活塞位置由III-III移动到IV-IV的过程称为膨胀过程。
(5)吸气过程
当活塞运动到IV-IV位置时,进气阀自动打开。活塞继续向下运动时,低压蒸气便不断
地经蒸发器和压缩机吸气阀进入汽缸,直到活塞到达下止点I-I时的位置为止。这一过程称为吸气过程。
当完成吸气过程后,活塞又从下止点向上止点运动,重新开始压缩过程,如此周而复始循环。压缩机经过压缩、排气、膨胀和吸气四个过程,将蒸发器内的低压蒸气吸入压缩使其压力升高后排入冷凝器,达到抽吸、压缩和输送制冷剂的作用。
曲轴连杆式压缩机转速较高(可达2000r/min以上)重量相应地轻些,寿命一般较低。
图2所示为日本丰田日型压缩机结构图。它采用滚子轴承,因而运动阻力小,箱体、连杆、活塞均为铝制,镶有汽缸套,整台压缩机的重量(不带电磁离合器)约为5.4kg,各部件靠飞溅润滑。图3所示为曲轴连杆式压缩机实物图。