1、汽車行業）汽車變排量空 調壓縮機工作原理汽車變排量空調壓縮機工作原理 壹、摘要：變排量空調在現代汽車上得到越來越廣泛的應用 本文介紹汽 車變排量空調的優點 重點闡述具有代表性的 9 種汽車變排量空調壓縮機 的結構和工作原理。 （注：新式可變排量壓縮機參考相關資料） 。 轎車空調用變排量壓縮機按照結構形式分為搖板式、斜盤式、滾動活塞 式、螺桿式、旋片式、渦旋式等機型，其中斜盤式變排量壓縮機目前應 用最多，按控制方式分為內部控制式變排量壓縮機和外部控制式變排量壓縮機。其生產廠家及其對應生產的變排量壓縮機型號如表 1 所示 表 1 汽車變排量空調壓縮機主要生產廠家生產企業變排量壓縮機的型號上海易初通

2、用機器有限X 公司六缸雙面滑履外控式變排量 壓縮機、七缸雙面滑履變排量壓縮機、五缸單 向斜盤變排量壓縮機、 七缸單向斜盤變排量壓 縮機 7H15上海三電汽車空調有限X 公司七缸搖盤無級可變排量壓縮機 SD7V16、六缸 搖盤無級可變排量壓縮機 SD6V12南京奧特佳冷機有限 X 公司WXH 系列渦旋式變排量壓縮機上海內燃機油泵廠V5 系列無級可變排量壓縮機日本電裝 X 公司七缸雙面滑履變排量壓縮機 7SB16、十缸雙向 斜盤變排量壓縮機 10PA17V牡丹江汽車空調機廠V5 系列無級可變排量壓縮機、 CVC 變排量壓 縮機煙臺首鋼電裝有限 X 公 司十缸雙向斜盤變排量壓縮機 10PA17VC濟

3、南伊萊科技有限 X 公 司七缸單向斜盤變排量壓縮機 7H15、7H13松下電器 X 公司S 系列雙刮片變排量壓縮機變排量空調在奧迪、波羅、大宇、標志、別克、中華、奧拓等轎車上得到了廣泛的應用，如表 2 所示。和傳統的定量空調相比，變排量空調有 如下的優點：排氣壓力和工作轉矩的波動減小，避免了對發動機的沖 擊；保持了溫度的穩定性；保持了蒸發器低壓的穩定性，而且蒸發 器不會結霜； $提高了壓縮機的使用壽命；減少了功率消耗。表 2 變排量壓縮機在汽車上的應用應用車型變排量壓縮機的型號別克君威、紅旗、金杯、中華、別克、賽歐、海南馬自達V5 系列無級可變排量壓縮機廣州本田雅閣、柳州五菱LZW6370A十

4、缸雙向斜盤變排量壓縮機10PA17VC北京吉普 BJ2021、 BJ2022七缸單向斜盤變排量壓縮機 7H15柳州汽車風行、上海奇瑞七缸搖盤無級可變排量壓縮機SD7V16四川奧拓S 系列雙刮片變排量壓縮機壹汽大眾奧迪 A6七缸雙面滑履變排量壓縮機 7SB16捷達、寶來七缸搖盤無級可變排量壓縮機SD7V16神龍富康七缸單向斜盤變排量壓縮機 7H13POLO六缸雙面滑履外控式變排量壓縮機6PE12日產陽光V-6 可變排量壓縮機1、V5 變排量壓縮機V5 變排量壓縮機由壹個可變角度的搖板和 5 個軸向定位的氣缸組成， 其 外形如圖 1 所示，控制閥結構如圖 2 所示。壓縮機容積控制中心是壹個 波紋管

5、式操縱控制閥， 裝在壓縮機的后端， 可檢測壓縮機吸氣腔的壓力， 錐閥控制搖板箱和吸氣腔 （波紋管室 ）之間的通道，球閥控制排氣腔和搖 板箱之間的通道，排量的改變是依靠搖板箱壓力的改變來實現。搖板箱 壓力降低，作用在活塞上的反作用力就使搖板傾斜壹定角度，這就增加 了活塞行程 （即增加了壓縮機排量 ）；反之，搖板箱壓力增加，就增加了 作用在活塞背面的作用力，使搖板往回移動，減少了傾角，即減小了活 塞行程（也就減少了壓縮機排量） 排氣壓力影響控制閥的控制點的變化， 排氣壓力升高，控制點降低。當空調容量要求大時，吸氣壓力將高于控 制點，控制閥的錐閥打開且保持從搖板箱吸入氣體至吸氣腔& 如果沒有搖板箱吸

6、氣腔間壓力差，壓縮機將有最大的容積。通常壓縮機的排 氣壓力比曲軸箱的壓力大得多， 曲軸壓力高于或等于壓縮機的吸氣壓力。 在最大排量時，搖板箱的壓力才等于吸氣壓力，在其它情況下，搖板箱 的壓力大于吸氣壓力。 當空調容量要求小時，吸氣壓力達到控制點，控制閥打開球閥將排氣腔 的氣體引至搖板箱，且通過錐閥關閉從搖板箱到吸氣腔的強制通風的通 道。搖板的角度由 5 個活塞的平衡力來控制，搖板箱吸氣管間壓力差的 微小提高將會產生壹個力， 引起搖板軸銷的運動， 從而減小搖板的角度， 壓力差越大搖板的角度越小，排量越小。V5 變排量壓縮機根據空調系統蒸發器壓力的變化改變空調系統的制冷 量，改變了傳統壓縮機通過離

7、合器啟閉的調節方式，實現了系統平穩連 續運行，避免了對發動機的沖擊。該空調系統仍保留了電磁離合器，但 該離合器的作用和傳統壓縮機有本質的不同。 離合器在如下情況起作用： 在汽車空調系統停止使用時，離合器脫離能夠使壓縮機停止運轉； 車輛在超速檔運行時，離合器脫離能夠使壓縮機停止運轉。2、10PA17VC 斜盤式倆級變排量壓縮機圖 3 為 10PA17VC 斜盤式倆級變排量壓縮機的剖面圖。利用固定在主軸 上的斜盤，把主軸旋轉運動轉變為 5 個活塞的往復運動，從而壓縮制冷 劑。該壓縮機為雙向作用式，即利用 5 個活塞進行 10 個氣缸的運動。這 種變排量壓縮機是以 100%排量或 50%排量進行運轉

8、的。圖 4 所示是 10PA17VC 斜盤式倆級變排量壓縮機 100%排量運轉時的狀 態。當電磁線圈不通電時，閥關閉低壓側，打開高壓旁通路，把高壓氣 體引入柱塞背部。當柱塞作用力大于彈力，高壓出氣閥頂住平板，各氣 缸進行壓縮行程。在止回閥的作用下，在后側產生高壓氣體，和前側的 高壓氣體壹起被送入冷凝器。圖 5 所示是 10PA17VC 斜盤式倆級變排量壓縮機 50%排量運轉時的狀態。 當電磁線圈通電時，閥被吸開，低壓側打開，高壓旁通管路被關閉，在 柱塞背面不承受高壓氣體壓力，所以柱塞頂住彈簧，高壓出氣閥和閥板 脫離，這時，后側氣缸的各出氣孔總是處在打開狀態。所以，后側 5 個 氣缸的壓縮行程不

9、能進行，止回閥由于和前側壓力差的關系而下降，關 閉后側排氣通路，防止高壓氣體回流。這樣后側成為低壓，只有前側進 行 50%#排量運轉。10PA17VC 斜盤式倆級變排量壓縮機排量的變換如圖 6 所示。利用蒸發 器溫度傳感器判斷制冷的負荷狀態，進行電磁線圈的控制。在 ECON 工 況時通常進行 50%排量運轉，同時，發動機冷卻系在高溫時也以 50%排 量運轉 #從而減輕發動機負荷。3、外部控制式變排量壓縮機 內部控制變排量壓縮機用內部控制閥使吸氣壓力保持在壹個較低的恒定 溫度（壹般保持蒸發溫度為 0），往往用再熱方式提高送風溫度來保持 車內的舒適性，而外部控制變排量壓縮機汽車空調系統根據環境溫度

10、， 發動機轉速，太陽輻射強度 車內溫度，送風溫度 送風風向以及空調模 式設定等參數，由汽車的控制板或者計算機來確定控制信號，再由外部 （電磁）控制閥來控制壓縮機合適的排量，這樣能夠根據當時的冷負荷 情況確定壹個合適的吸氣壓力，不需要再熱，從而達到節能的目的。外 部控制閥見圖 7。外部調節的變排量壓縮機主要有電裝 X 公司的 7SEU16、7SBU16（圖 8） 和 6SEU12。其工作原理和內部調節的變排量壓縮機相似， 不同之處在于 控制閥有壹個電磁單元，操縱和顯示單元從蒸發器出風溫度傳感器獲得 信號作為輸入信息，從而對壓縮機的功率進行無級調節，控制閥由機械 元件和電磁單元組成，機械元件按低壓

11、側的壓力關系，借助位于控制閥 低壓區的壓力敏感元件來影響調節。電磁單元由操縱和顯示單元通過 500Hz 的通斷頻率進行控制，在無電流的狀態下，閥門開啟，高壓腔和 壓縮機斜盤箱相通， 高壓腔的壓力和斜盤箱的壓力達到平衡， 全負荷時， 閥門關閉，斜盤箱和高壓腔之間的通道被隔斷，斜盤箱的壓力下降，斜 盤的傾斜角度加大直至達到 100%的排量；關掉空調或所需的制冷量較低 時，閥門開啟，斜盤箱和高壓腔之間的通道被打開，斜盤的傾斜角度減 小直至低于 2%的排量。 當系統的低壓較高時， 真空膜盒被壓縮， 閥門挺 桿被松開， 繼續向下移動 #使得高壓腔和斜盤箱進壹步被隔離， 從而使壓 縮機達到 100%#的排

12、量；當系統的吸氣壓力特別低時， 壓力元件被釋放， 使挺桿的調節行程受到限制，這就意味著高壓腔和斜盤箱不再能完全被 隔斷，從而使壓縮機的排量變小。外部調節變排量壓縮機采用了新結構皮帶輪，皮帶盤由皮帶輪和隨動輪 組成，通過壹橡膠元件將皮帶輪和隨動輪有力地連接起來。當壓縮機因 損壞而卡死時，隨動輪和皮帶輪之間的橡膠元件的傳遞力急劇增大，皮 帶輪在旋轉方向將橡膠元件擠壓到卡死的隨動輪上， 橡膠元件產生變形 # 對隨動輪產生的壓力增大 #隨動輪隨之產生變形直至隨動輪和皮帶輪之 間脫離連接，從而避免了皮帶傳動的損壞。隨動輪的變形量取決于橡膠元件的彈性，橡膠元件的彈性取決于結構件 的溫度， 由于橡膠元件和隨

13、動輪的形變， 避免了發動機皮帶傳動的損壞， 同時防止了諸如水泵和發電機的損壞，起到了過載保護的作用。 外部調節的變排量壓縮機的優點：壓縮機壹直運轉，無接合沖擊，提高 了舒適性；通過調節蒸發器的溫度使制冷量和熱負荷及能量消耗完美匹 配，減少了再加熱過程，使出風口的溫度，濕度恒定調節；由于排量能 夠降低到近 0%，省去離合器可使質量減輕 20%（約 500800g）；壓縮 機的功率消耗下降，燃油消耗下降；新結構的皮帶輪用于皮帶傳動和空 調壓縮機之間的力傳遞，消除了轉矩波動且同時起到過載保護的作用。4、S 系列雙刮片式變排量壓縮機 刮片式壓縮機又稱旋葉式壓縮機，結構緊湊、外形尺寸小、質量輕是它 的最

14、大特點，特別適宜小型汽車使用。例如四川奧拓轎車就采用刮片式 壓縮機。松下電器 X 公司研制的 S 系列雙刮片式節能壓縮機，可根據轉速高低自 動調節制冷量，保證低速時有壹定的制冷能力，高速時功耗保持壹定， 甚至減少，圖 9 為雙刮片式壓縮機工作原理示意圖。 實現排量調節的原理是在氣缸吸入口處有壹缺口，靠這部分的節流起到 節省動力和達到良好制冷效果。這部分流量正比于缺口斷面積和流入時 間的乘積（流量=缺口斷面積時間）。高轉速時刮片通過缺口的時間短， 制冷劑流入量相對減少，吸入行程終了時，氣缸內的氣體量少，壓力降 低，制冷量的消耗功就少，為此仍帶來另壹好處，高速時車內溫度不會 過低，壓縮機的停轉次數

15、少，車內溫度就比較穩定，這種變排量方法屬 于旁通控制。這種結構比壹般刮片式體積縮小了 30%，質量減少了 20%；和往復式相 比，在 1500r/min 時制冷量增大 20%。二、電控可變排量空調壓縮機制冷功能的判斷：著汽車技術的發展，汽車空調制冷壓縮機已經由最初純機械壓縮機外部 控制，發展到機械可變排量內部控制，再到目前的電控可變排量壓縮機 技術。電控可變排量壓縮機適應性更廣，只要更改控制程序便可適應多 種車型，且可實現排量從無到有的無級調節，更加節油且無沖擊。目前 該項技術在國內車型上應用得越來越多，不少維修技術人員壹旦遇到裝 有電控可變排量壓縮機的車型，往往束手無策。下面針對電控可變排量

16、 壓縮機的原理以及故障排除方式進行簡單介紹。工作原理圖 1 圖 2 電控可變排量壓縮機結構 （ 圖 1）和工作原理和機械變排量壓縮機都是相 似的，不同之處在于電控可變排量壓縮機的調節閥具有壹電磁單元，操 縱和顯示單元從蒸發器出風溫度傳感器獲得信號作為輸入信息，從而對 壓縮機的功率進行無級調節，控制閥由機械元件和電磁單元組成。機械 元件按照低壓側的壓力關系借助于壹個位于控制閥低壓區的壓力敏感元 件來控制調節過程。電磁單元由操縱和顯示單元通過 500Hz 的通斷頻率 進行控制。電控可變排量壓縮機在無電流的狀態下，調節閥閥門開啟，壓縮機的高 壓腔和壓縮機曲軸箱相通，高壓腔的壓力和曲軸箱的壓力達到平衡

17、。滿 負荷時（圖 2），閥門關閉，曲軸箱和高壓腔之間的通道被隔斷，曲軸箱的 壓力下降， 斜盤的傾斜角度加大直至排量達到 100%；關掉空調或所需的 制冷量較低時，閥門開啟，曲軸箱和高壓腔之間的通道被打開，斜盤的 傾斜角度減小直至排量低于 2%。當系統的低壓較高時， 真空膜盒被壓縮， 閥門挺桿被松開，繼續向下移動，使得高壓腔和曲軸箱被進壹步隔離， 從而使壓縮機達到 100%的排量。當系統的吸氣壓力特別低時， 壓力元件 被釋放，使挺桿的調節行程受到限制，這就意味著高壓腔和曲軸箱不再 能完全被隔斷，從而使壓縮機的排量變小。維修人員在遇到裝配電控可變排量壓縮機的空調系統制冷不足故障時， 采用分析數據流

18、方法判斷，能夠起到事半功倍的效果。案例 1 故障現象：壹輛 2007 年產速騰 1.6L 轎車，客戶抱怨車輛在天熱的時候 空調不夠涼，有時起動十幾分鐘后仍無冷風吹出。表1 檢查分析：用故障診斷儀檢測所有系統都無故障記憶。讀取數據流，選 擇 08（空調）-08（數據流 ），檢測相關數據如（表 1）所示。 根據檢測的數據能夠見出，蒸發器溫度偏高且且壓縮機所需扭矩偏低。壓縮機正常工作電流在 0.8A 左右，且且隨著室內溫度逐漸下降， 空調控 制單元會逐漸減小壓縮機電流降低輸出功率。此時蒸發器溫度為12，而壓縮機電流已調節到最大值，此時可分析出，空調控制單元判斷制冷 功率不足 （蒸發器溫度過高 ），因

19、此以大功率輸出制冷。但壓縮機所需扭 矩為 23Nm，比標準值低。 也就是說，空調控制單元希望壓縮機 100% 滿負荷工作，但壓縮機實際只需 50%扭矩就能達到滿負荷工作要求。由 此能夠判斷，壓縮機電磁閥 N280 或壓縮機內活塞等機構故障，導致輸 出功率不足而空調不夠涼。故障排除：由于無單獨的 N280 供貨，所以嘗試更換壓縮機總成，空調 制冷效果非常好。用故障診斷儀讀取數據流，測得數據如（表 2）所示。 表2 對比維修前后數據能夠發現，壓縮機工作電流基本壹樣，但壓縮機扭矩 提升了 23 倍，而蒸發器溫度降低至 3，系統壓力提升了 30kPa。至 此故障排除。案例 2故障現象：壹輛 2007

20、年產速騰 1.8T轎車，車輛行駛中開空調，約 1h后 出風口不出風，關閉空調十幾分鐘后又可恢復。檢查分析：用故障診斷儀檢測，所有系統都無故障記憶。起動發動機， 打開空調，用故障診斷儀讀取數據流，選擇 08（空調）-08（數據流 ），檢測 相關數據如（表 3）所示。表3 觀察數據流，除蒸發器溫度稍有偏高外，其他正常。由于此車剛起動沒 多久，也應屬正常。由于客戶描述開空調時間較長后便無風，關閉壹會 就恢復正常，由此懷疑是鼓風機過熱自動保護造成的。試車 1 個多小時 過后果真出風量變小，但此時根據鼓風機的聲音能夠判斷，此鼓風機工 作正常，有可能是存在冰堵。再次讀取數據流，發現其他數據無異常， 只是蒸

21、發器溫度仍在 10左右， 而車輛正常時蒸發器的工作溫度都在 5左右。蒸發器或出風口溫度高， 空調控制單元會增加制冷功率來降低溫度。考慮到前面所分析的系統可 能發生冰堵現象，懷疑故障可能是蒸發器溫度傳感器失效造成的。由于 蒸發器溫度傳感器始終提供蒸發器溫度偏高的信號，空調系統控制單元 識別到后認為制冷功率過小所致，所以加大了制冷功率，從而導致長時 間行駛中蒸發器結冰不出冷風。故障排除：更換蒸發器溫度傳感器后試車，空調系統恢復正常。用故障 診斷儀測試空調系統數據流，數據流顯示正常，故障排除。三、變排量壓縮機汽車空調系統特性 變排量壓縮機汽車空調系統運行在變排量特性范圍內具有運行平衡、車 室內熱舒適

22、性好、節能等優點。本文通過改變壓縮機轉速、排氣壓力和 空調負荷，對變排量壓縮機的汽車空調系統的特性進行了試驗，試驗表 明該系統具有定排量和變排量的雙重特性，且作為該雙重特性分界的臨 界狀態，和空調負荷、壓縮機轉速及排氣壓力等有關。根據試驗結果， 在優化設計中，額定負荷下，排氣壓力在 14bar 左右時，臨界壓縮機轉 速應選在 18002500r/min 范圍內。改變冷凝器風量實現排氣壓力變化， 當變化到壓縮機活塞行程的改變時，存在著相當大的時間滯后，這主要 是冷凝器有較大的熱慣性而致。1 試驗系統變排量壓縮機汽車空調系統性能試驗系統見圖 1。該試驗系統建立在室 內側和室外側倆個環境小室中。 壓

23、縮機和冷凝器放置在室外側環境室內， 蒸發器和熱力膨脹閥放置在室內側環境室內，這倆個環境室的空氣狀態 可調節控制，空氣參數滿足實驗要求。圖 1 試驗系統示意圖1-壓縮機；2-變頻電機； 3-行程測量裝置； 4-孔板流量計； 5-冷凝器； 6-冷凝風扇； 7-儲液器； 8-熱力膨脹閥； 9-蒸發器風扇； 11-排氣調節閥； 12-質量流量計； 13-過冷卻器 試驗系統能夠控制壓縮機轉速、壓縮機排氣壓力和空調負荷。壓縮機由 變頻電機拖動，調節電機供電輸入頻率改變壓縮機轉速。冷凝器風扇也 由壹變頻電機驅動，這樣壓縮機的排氣壓力能夠通過調節流經冷凝器的 風量來調節；空調負荷能夠通過改變蒸發器進風干濕球溫

24、度（由室內側 環境室來保證）和流經蒸發器風量（由四檔風扇來控制）來調節。 制冷系統由變排量壓縮機、冷凝器、熱力膨脹閥及蒸發器組成，該變排 量壓縮機為五缸搖板式無級變排量壓縮機，其排量可在10156cc/r/min之間變化。該壓縮機是根據吸氣平流式冷凝器，蒸發器芯體為管片式， 熱力膨脹閥為 H 型閥。該試驗系統測量參數：壓縮機轉速 Nc、活賽行程 sp、制冷劑質量流量 Mr 、制冷劑壓力和溫度及蒸發器、 冷凝器進出口空氣干濕球溫度和風量。 全部傳感器產生的電信號傳送給數字巡檢儀 HP34970A，通過機進行數 據采集和處理，采樣周圍為 15s（根據需要和可能確定采樣周期） 。2 系統特性試驗結果

25、和 在上述的試驗系統中，采用改變壓縮機轉速、排氣壓力和空調負荷等對 變排量壓縮機汽車空調系統進行了試驗研究。21 恒定負荷，改變壓縮機轉速的特性圖 2 給出在恒定負荷時壓縮機轉速從 1050r/min 逐步遞升至 3900r/min ， 又遞降至 1200r/min 時，16 組試驗數據反映了空調系統的特性。空調負 荷恒定情況下，變排量壓縮機在可變活塞行程范圍內，隨壓縮機轉速增 加，壓縮機行程減小，制冷劑流量在壹個很小范圍內波動，能夠認為是 系統制冷劑循環流量穩定； 因而吸氣壓力 Ps和蒸發器出口壓力 Peo 都恒 定不變，蒸發器出口空氣溫度 Teao也保持不變。其次，排氣壓力 Pd 也 比較

26、穩定，而排氣溫度隨壓縮機轉速提高而升高。轉速由 1050r/min 上 升到 3900r/min，溫度由 73.5上升到 91.4，壓縮機轉速的變化，排氣 溫度變化且不激烈。如果試驗完全模擬非獨立式汽車空調系統，則會是 車速增高，冷凝器迎面風速增大，而冷凝器換熱性能增強，排氣壓力降 低，預計排氣溫度的升高更加緩慢或沒有升高。上述調節特性，充分體 現了變排量壓縮機汽車空調系統的優點，壓縮機運行平穩連續，送風溫 度波動小，提高了車室內的熱舒適性。圖 2 恒定負荷改變壓縮機轉速 從實驗數據，能夠見到在恒定空調負荷下變排量壓縮機的活塞行程變化 和壓縮機轉速有很強的相關性， 根據實驗數據可整理成如下的經

27、驗公式：N cN cSp=0.0121100 20.8602 100 +38.688 這進壹步說明變排量壓縮機在空調負荷恒定的情況下，排氣壓力維持在 某壹壓力值時，壓縮機的活塞行程只是壓縮機轉速的函數，就變排量壓 縮機而言，在壹定的空調負荷下，壓縮機轉速升高，壓縮機行程減小， Pw（s 搖板箱壓力 Pw和吸氣壓力 Ps之差）逐漸增加，說明壓縮機活塞 行程變小的作用力要小。變排量壓縮機空調系統中吸氣壓力相對恒定的 特點顯示了壓縮機行程越向小變，搖板箱壓力 Pw 升高得越高， Pws越 大。而壓縮機行程向增大方向移動時是吸氣壓力升高， Pws變小的結果。 從試驗數據我們能夠見出，變排量壓縮機的活塞

28、行程變化無論是增加仍 是減小，在壓縮機轉速為 20002500r/min 范圍內所需要的 Pws都是較 小的。2 2 突變壓縮機轉速圖 3 給出恒定負荷時，壓縮機轉速突變時，從 2000r/min 升至 2200r/min 和 2200r/min 升至 2550r/min 得倆組變化的特性。 A 組，壓縮機轉速從 12000r/min 升至 2200r/min，Pd 由 13.8bar 升到 14.0bar，Pw 由 2.05bar 升至 2.45bar，而 Ps由 1.72bar 下降到 1.55bar，而，Pws由 0.33bar 升至 0.9bar制冷劑流量由 129kg/h 升至 13

29、4kg/h，而壓縮機的活塞行程 sp產生 了幾個向下的尖波，但數值未發生變化，系統進入臨界狀態，壓縮機的 制冷劑循環量增加是壓縮機轉速增加的結果。 B 組，轉速由 2200r/min 上升至 2300r/min，制冷劑流量 Mr 、Pd、Pw、Ps、Pws都未發生顯著 變化，壓縮機活塞選種由 30.6mm 下降到 30.2mm，壓縮機活塞行程在變 排量范圍內，壓縮機轉速升高引起壓縮機活塞行程變化時，總是 Pw 有 壹個向上的尖波， Ps 有壹個向下的尖波，制冷劑流量和活塞行程的改變 是先上升后下降的過程。另外倆組試驗顯示出相同的系統特性。圖 3 突變壓縮機轉速從圖 3 的幾組實驗，我們見到變排

30、量壓縮機汽車空調系統具有定排量壓 縮機和變排量壓縮機的雙重特性。 A 組雖然處于臨界狀態，但其特性仍 是定排量壓縮機的特性，轉速升高， Pd壓力上升， Ps壓力下降， Mr 制 冷劑質量流量增加。 B 組進入變排量壓縮機調節范圍內， 制冷劑流量 Mr 、 Pd、Pw、Ps、Pws都未發生顯著變化，只是壓縮機活塞行程逐漸減小， 反映了變排量壓縮機汽車空調系統的特性。進而我們認識到變排量壓縮 機組成的汽車空調系統，在某個空調負荷下，排氣壓力在某個值時，就 有壹個壓縮機轉速相適應，這個壓縮機轉速就是臨界轉速。從該試驗中 能夠見出， Pd=14bar 時，由定行程到變行程的臨界轉速在 2200r/mi

31、n 左 右，即在低于此壓縮機轉速下，該系統反映的是定排量壓縮機的空調系 統特性，而高于此壓縮機轉速，該空調系統則進入了變排量壓縮機的空 調系統特性，認識上述這些特性對于變排量壓縮機的空調系統設計和運 行都是十分有意義的。23 恒定空調負荷，改變排氣壓力圖 4 是恒定空調負荷時，排氣壓力突變的系統特性，排氣壓力突變采用 突然改變通過冷凝器的風量的來實現， 這和實際行車狀況是非常相似的。 圖 4 冷凝風量增加時的變化從圖中見到隨著冷凝器風量的增加， Pd 壓力逐漸降低， Pw 逐步升高， Ps 未發生顯著變化， Pws逐步增加。當 Pws=0.91ba時r ，壓縮機活塞 行程發生變化，存在 20s

32、的時間滯后。此滯后就是 Pw 逐漸上升的過程； 壓縮機活塞行程減小時， Pd壓力漸變到壹個新的穩定值，而 Pw 開始下 降，逐步回到前壹個穩定值， Ps 逐步上升到穩定值。制冷劑流量 Mr 在 冷凝器風量增加時，由于冷凝效果好，排氣壓力降低，制冷劑流量增加， 而活塞行程減小，又降低，有壹個先升后降的過程。冷凝風量突然變化， Pd 卻不突變是由于冷凝器有較大的熱慣性， Pd的不能突變造成了時間滯 后。24 變空調負荷（突然改變蒸發器風扇的風檔）圖 5 表示了壓縮機轉速在 2000r/min 時，蒸發器風扇從高檔調到低檔的 特性變化。開始， Pd、Ps漸降，Pw漸升，Mr 下降；當活塞行程變化時，

33、 Pd下降的梯度加大， Ps略上升， Pw 停止上升，活塞行程、制冷劑循環 量，Pd、Ps、P 逐步穩定在適應車室環境的新穩態值上。 蒸發風擋變化，空調負荷突降中，同樣表現出變排量壓縮機空調系統的 雙重特性，在臨界狀態以下（空調負荷之上或壓縮機轉速以下）時，表 現出定排量的特性，而在以后則表現為變排量特性。圖 5 漸增負荷的變化3 結論31 變排量壓縮機空調系統具有定排量和排量的雙重特性，存在著壹個 臨界狀態作為倆種特性的分界，該該臨界狀態時和車室內的空調負荷， 壓縮機轉速及排氣壓力相關的。空調系統運行在變排量特性范圍內具有 運行平衡、舒適性好，節能等優點。32 根據實驗數據，筆者建議在優化設

34、計時，將額定空調負荷下，壓縮 機排氣壓力為 14bar左右時，壓縮機臨界轉速定為 18002500r/min 為宜， 在此狀態下，變排量壓縮機改變活塞行程為最佳狀態。33 利用改變通過冷凝器風量實現排氣壓力變化時，排氣壓力的變化到 壓縮機活塞行程的改變之間存在較長的時間滯后。由于冷凝器本身的熱 慣性，造成排氣壓力 Pd不能突變，則搖板箱壓力 Pw 需要逐漸升高，因 而活塞行程變化存在著較長的滯后。四、日產風度空調系統的工作原理和結構（ V-6 可變排量壓縮機） 壹、制冷劑的循環制冷劑的循環型式遵循標準的模式。制冷劑通過壓縮機、冷凝器、貯液 罐、蒸發器，再返回壓縮機。制冷劑通過蒸發器螺旋管產生蒸發，由外露的膨脹閥控制蒸發量。二、防凍保護1. 手動空調系統 系統是通過控制壓縮循環的開啟和關閉來保證蒸發器溫度在壹定的范圍 內。當蒸發器螺旋管溫度低于設定值， 溫度控制放大器中斷壓縮機操作， 當蒸發器螺旋管溫度上升到超過設定值，溫度控制放大器允許壓縮機投 入使用。2. 自動空調系統在正常的操作狀態，自動空調開啟后壓縮機