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发布日期:2018-06-19 09:09
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汽车空调压缩机是汽车空调制冷系统的心脏,起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用。汽车空调主要功能包括4部分:制冷、制热、通风、除湿。
制冷系统原理:汽车空调的制冷原理与家用空调原理基本相同,汽车空调的压缩机依靠汽车发动机的动力提供,汽车在怠速状态下打开空调制冷怠速会明显增大,油耗也会增加0.3-0.8升/H,油耗增加的大小与环境温度有最直接的关系,环境温度高制冷剂膨胀的压力大,发动机驱动空调的消耗也相对大,环境温度低油耗相应减少。汽车空调压缩机基本都采用定频式,没有功率调节,也就是说只要打开空调耗油量是固定的,与调节空调温度无关;温度调节高,出风温度相应提高,是因为空调系统里面的热水部分风阀打开,在制冷的同时送热风进来,中和冷气以得到所需要的舒适温度。
制热系统原理:汽车空调制热与压缩机是无关的,制热热源并不是空调本身获取的,而是由汽车的散热水箱提供,早晨在热车前空调吹出来的是冷风,待热车后空调才有热风送出来,制热本身几乎没有能量消耗,只是利用汽车的余热完成的。
通风:通风分为内循环和外循环,使用内循环时车内空气基本不与外界交流,使用外循环时位于引擎盖下的新风口会将外界的空气送进来,以保持车内空气的清新。
除湿:空调制冷的过程就是除湿的过程,从制冷时产生的大量冷凝水就可以看出来了,在湿度较大的阴雨天气或是温差太大的时候车内的玻璃上容易起雾,打开空调驱雾就是一个除湿的过程。
根据工作方式的不同,压缩机一般可以分为往复式和旋转式,常见的往复式压缩机有曲轴连杆式和轴向活塞式,常见的旋转式压缩机有旋转叶片式和涡旋式。
① 曲轴连杆式压缩机:这种压缩机的工作过程可以分为4个(即压缩、排气、膨胀、吸气)。曲轴旋转时,通过连杆带动活塞往复运动,由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面构成的工作容积便会发生周期性变化,从而在制冷系统中起到压缩和输送制冷剂的作用。曲轴连杆式压缩机是第1代压缩机,它应用比较广泛,制造技术成熟且结构简单,对加工材料和加工工艺要求较低,造价也比较低、适应性强,能适应广阔的压力范围和制冷量要求,可维修性强。但是曲轴连杆式压缩机也有一些明显的缺点,譬如无法实现较高转速,机器大而重,排气不连续的话气流容易出现波动,而且工作时有较大的振动。由于曲轴连杆式压缩机的上述特点,已经很少有小排量压缩机采用这种结构形式,曲轴连杆式压缩机目前大多应用在客车和卡车的大排量空调系统中。
曲轴连杆式压缩机
② 轴向活塞压缩机:轴向活塞式压缩机可以称为第2代压缩机,常见的有摇板式或斜板式压缩机, 这是汽车空调压缩机中的主流产品。
(1)斜板式压缩机:主要部件是主轴和斜板。各气缸以压缩机主轴为中心圆周布置,活塞运动方向与压缩机的主轴平行。大多数斜板式压缩机的活塞被制成双头活塞。双头活塞在相对的气缸中一前一后的滑动,一端活塞在前缸中压缩制冷剂蒸气时,另一端活塞就在后缸中吸入制冷剂蒸气。各缸均配有高低压气阀,另有一根高压管,用于连接前后高压腔。斜板与压缩机主轴固定在一起,斜板的边缘装合在活塞中部的槽中,活塞槽与斜板边缘通过钢球轴承支承。当主轴旋转时,斜板也随着旋转,斜板边缘推动活塞作轴向往复运动。如果斜板转动一周,前后2个活塞各完成压缩、排气、膨胀、吸气一个循环,相当于2个气缸工作。如果是轴向6缸压缩机,缸体截面上均匀分布3个气缸和3个双头活塞,当主轴旋转一周,相当于6个气缸的作用。
(2)斜板式压缩机比较容易实现小型化和轻量化,而且可以实现高转速工作。它的结构紧凑、效率高、性能可靠,实现了可变排量控制,目前广泛应用于汽车空调。
轴向活塞式压缩机
③ 旋转叶片式压缩机:它的气缸形状有圆形和椭圆形2种。
(1)在圆形气缸中,转子的主轴与气缸的圆心有一个偏心距,使转子紧贴在气缸内表面的吸、排气孔之间。
(2)在椭圆形气缸中,转子的主轴和椭圆中心重合。转子上的叶片将气缸分成几个空间,当主轴带动转子旋转一周时,这些空间的容积不断发生变化,制冷剂蒸气在这些空间内也发生体积和温度上的变化。
旋转叶式压缩机没有吸气阀,因为叶片能完成吸入和压缩制冷剂的任务。如果有2个叶片,则主轴旋转一周有2次排气过程。叶片越多,压缩机的排气波动就越小。作为第3代压缩机,由于旋转叶片式压缩机的体积和重量可以做到很小,易于在狭小的发动机舱内进行布置,加之噪声和振动小以及容积效率高等优点,在汽车空调系统中也得到了一定的应用。但是旋转叶片式压缩机对加工精度要求很高,制造成本也相对较高。
旋转叶式压缩机
④ 涡旋式压缩机:这种压缩机可以称为第4代压缩机。涡旋空压机结构主要分为动静式和双公转式2种。目前动静式应用最为普遍,它的工作部件主要由动涡轮与静涡轮组成, 动、静涡轮的结构十分相似,都是由端板和由端板上伸出的渐开线型涡旋齿组成,两者偏心配置且相差180°,静涡轮静止不动,而动涡轮在专门的防转机构的约束下,由曲柄轴带动作偏心回转平动,即无自转,只有公转。
涡旋式压缩机具有以下优点:压缩机体积小、重量轻,驱动动涡轮运动的偏心轴可以高速旋转。因为没有了吸气阀和排气阀,涡旋压缩机运转可靠,而且容易实现变转速运动和变排量技术。多个压缩腔同时工作,相邻压缩腔之间的气体压差小,气体泄漏量少,容积效率高。涡旋式压缩机以其结构紧凑、高效节能、微振低噪以及工作可靠性等优点,在小型制冷领域获得越来越广泛的应用,也因此成为压缩机技术发展的主要方向之一。
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