第五章汽車空調制冷系統汽車空調制冷系統主要由壓縮機，冷凝器，貯液干燥器，節流裝置，蒸發器等部件組成。12/10/20221第五章汽車空調制冷系統汽車空調制冷系統主要由壓縮機，冷凝汽車空調制冷系統圖12/10/20222汽車空調制冷系統圖12/8/202225.1汽車空調壓縮機

㈠汽車空調對壓縮機的要求要有良好的低速性能，即要求在低速運轉時有較大的制冷能力和較高的效率。高速運行時要求能降低發動機用于空調方面的功率消耗，提高汽車動力性。體積小，重量輕，這也是對所有汽車零件的要求。從發動機機艙安裝空調越來越小這一角度考慮，也要求壓縮機小型化。要能經受惡劣的運行條件，可靠性好。由于汽車發動機室溫度較高，怠速時常達80℃以上，并且汽車空調的冷凝壓力較高，因此要求壓縮機耐高溫和高壓。由于汽車在顛簸的道路上高速行駛，部件必須有良好的抗振性，機組密封性能要好。對汽車的不利影響要小。要求壓縮機運行平穩、噪音低、振動小，開、停壓縮機時對發動機轉速的影響不應太大，起動扭矩要小。12/10/202235.1汽車空調壓縮機㈠汽車空調對壓縮機的要求12/85.1汽車空調壓縮機

㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展⑴汽車空調壓縮機的分類12/10/202245.1汽車空調壓縮機㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展15.1汽車空調壓縮機

㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展⑵汽車空調常用壓縮機的發展12/10/202255.1汽車空調壓縮機㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展15.1汽車空調壓縮機

㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展⑶近十多年，對汽車空調壓縮機的結構進行了許多改進，主要表現如下：[1]改進結構，提高容積效率，以減少外形尺寸，提高制冷量。[2]簡化或取消進排氣閥，以降低壓力損失。[3]提高壓縮機轉速，以增大制冷量。擴大最高和最低轉速范圍，以提高對不同車速的適應性。[4]改善壓縮機扭矩特性。這不僅關系到離合器大小、皮帶輪尺寸及重量、運轉平穩性，也影響到振動。[5]利用卸載機構、缸體上開缺口、改變參加工作的缸數、利用吸、排氣壓力差改變斜盤角度方法改變排量大小，以降低高速時的動力消耗，改善起動性能。

12/10/202265.1汽車空調壓縮機㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展15.1汽車空調壓縮機

㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展⑶近十多年，對汽車空調壓縮機的結構進行了許多改進，主要表現如下：[6]用飛濺潤滑等方式代替油泵，以增大低速時的制冷量，減少功率消耗，減輕重量及零件數。[7]減小外形尺寸，采用與發動機的裝接位置貼合的外形，取消安裝凸緣及支架，以減輕重量。[8]采用小缸徑，多缸數，以改善壓縮機輸出脈動性，減輕重量和減小外形尺寸。[9]采用高強度材料及耐磨性好的新型摩擦副材料匹配，以提高零件壽命和可靠性。例如機體和活塞采用高硅鋁合金,活塞環采用含金屬粉末的聚四氟乙烯,活塞表面噴涂聚四氟乙烯耐磨材料。12/10/202275.1汽車空調壓縮機㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展15.1汽車空調壓縮機

㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展⑶近十多年，對汽車空調壓縮機的結構進行了許多改進，主要表現如下：[10]為提高密封性和密封的耐壓強度，缸體采用浸漬處理技術,氣缸墊和缸蓋墊采用薄鋼片雙面復合橡膠等。[11]采用V形多槽皮帶，以提高傳動效率。[12]采用特殊高強度軸承，延長軸承壽命。[13]為減少制冷劑泄漏，采取了下列措施：①吸排氣口的連接方式從螺紋連接改為板式快速連接；②接口從喇叭口形式改為０型密封圈形式；③軸封裝置從機械密封式改為多唇口密封式。12/10/202285.1汽車空調壓縮機㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展15.1汽車空調壓縮機

㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展⑶近十多年，對汽車空調壓縮機的結構進行了許多改進，主要表現如下：[14]由于汽車空調制冷劑改用R134a，代替原來的R12，壓縮機作了相應改動：①提高了零部件強度，主要是提高主軸強度和加大軸承；②密封材料從原來的丁腈橡膠(NBR)，氟橡膠等改用與R134a相容性好的橡膠,例如氫化丁腈橡膠(HNBR)等；③軸封改用多唇口密封式，其中的橡膠唇材料改用與R134a相容性好的材料；④潤滑油由原來的礦物油改用合成油，例如多元醇或多元醇酯；⑤改變吸排氣口形狀。[15]有的生產廠家為了提高壓縮機的可靠性和壽命，采取了一些特殊措施。例如美國塞莫金公司為冷藏車壓縮機配備了特別的JetCool＝TM壓縮機射流冷卻噴射系統和JetCool＝TM壓縮機射流潤滑噴射系統，可供汽車空調系統借鑒。

12/10/202295.1汽車空調壓縮機㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展15.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈠

結構整機結構工作過程12/10/2022105.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈠結構15.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈠

結構舌簧式進排氣閥軸封裝置12/10/2022115.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈠結構舌5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環1.活塞式壓縮機氣缸的工作原理圖。2.壓縮機的理論和實際排氣過程。12/10/2022125.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環3.充氣效率λλ＝λV·λP·λT·λL

工作過程中各種影響造成的損失越小，上式中四個系數越大，使λ也越大，λ越大，排量越大，制冷量也就越大。12/10/2022135.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環3.充氣效率λ①λV余隙系數從上式中可以看出，余隙系數λV與壓比，相對余隙c和過程指數m有關。當c和m不變，壓比ε增大時會使λV變小，當ε增大到一定值時，會使△V'=Vp,λV=0，即壓縮機不能吸排氣。通常，對單級活塞式壓縮機來說，從充氣效率以及排溫和功耗來考慮，壓比一般不超過10。相對余隙容積c值的大小，往往受結構和工藝的影響，不可能無限地減少。在相同Vp和m下，c越小，λV越大。m值主要取決于制冷劑種類和膨脹過程中氣體的熱交換，m增大對λV有利。對于氟里昂壓縮機，膨脹指數m=0.95～1.05，壓縮過程指數n＝1.05～1.18。12/10/2022145.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環3.充氣效率λ②λP節流系數λP取決于吸氣終了相對壓力損失△Psl/Pso。在一定的運行工況下，即Pso一定時,吸氣閥只有在△Psl略小于吸氣閥的彈簧力時才開始關閉。因此,△Psl取決于吸氣閥彈簧力的大小。彈簧力過大，氣閥會提前關閉,△Psl增大，λP減小，即壓力降導致的容積損失增大。相反，過弱的彈簧力又會使活塞運動到下止點時無法關閉，即延遲關閉太多，使吸入的氣體從吸氣閥處倒流回去。△Psl還與工質流經氣閥時的流動阻力損失有關。因此，對制冷壓縮機，要按其選用的工質和工況條件正確設計氣閥流通面積和氣閥彈簧力。12/10/2022155.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環3.充氣效率λ③余熱系數

λT的大小與壓縮機的工況有關，蒸發溫度降低和冷凝溫度升高，即壓比增大均使λT降低。λT的大小還與吸氣過熱度和工質特性有關。適應增加吸氣過熱度會減少吸入蒸氣和壓縮機的溫差，降低吸入氣體受熱量，使λT提高。至于工質物性，絕熱指數較小,比熱大,導熱性差的工質，其溫升小，λT會大些。12/10/2022165.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環3.充氣效率λ④λl

氣密系數

λl與壓縮機的運行工況有關,壓比增大會使泄漏量增加,λl

變小。與壓縮機的設計，制造和安裝質量有關。為減少氣體經活塞和氣缸之間間隙的泄漏,在活塞上設活塞環。氣閥關閉時應嚴密，同時要防止出現氣閥的延遲關閉而造成氣體倒流。汽車空調標準(IMACA308-77)對排氣閥處泄漏速度有專門規定,不得超過0.85m3/h。氣體泄漏不僅使壓縮機排量降低，還使壓縮機吸入蒸氣的溫度升高，排氣溫度升高，降低了壓縮機的可靠性和耐久性。對往復活塞式壓縮機，一般推薦λl

=0.97～0.99。12/10/2022175.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循㈡工作循環4.汽車空調往復式壓縮機的充氣效率還要考慮轉速變化對λ的影響。壓縮機轉速對充氣效率的影響可以從上圖看出。當工況不變時,可以認為余隙系數λV受轉速的影響較小。當轉速增加時,由于流速增加使工質受熱量和泄漏量相對減少,故余熱系數λT和氣密性系數λe增加。對節流系數λp來說，受轉速變化的影響較大。一方面，轉速增加使氣體流經氣閥時的壓力損失和由此而轉化來的熱量增加，導致充氣效率降低；另一方面，在一定工況下，某一轉速范圍對應有一個氣閥閥片的最佳運動規律，此時的損失最小。綜上所述，充氣效率應在某轉速下對應有一個最大值。從右圖可以看出，壓縮機轉速在2000～2500r/min時充氣效率最大。

5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理12/10/202218㈡工作循環5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環4.汽車空調往復式壓縮機的充氣效率估算經驗公式

12/10/2022195.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環5.固定轉速壓縮機與汽車空調變轉速壓縮機耗功率的比較固定轉速壓縮機完成一個循環的耗功WO。12/10/2022205.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環5.固定轉速壓縮機與汽車空調變轉速壓縮機耗功率的比較汽車空調變速壓縮機完成一個循環的耗功Wi。式中n—壓縮過程指數，可近似取為絕熱指數k。δ0—吸排氣過程平均相對壓力損失，取0.15～0.23。故：Wi/WO>1，即Wi>WO。所以，汽車空調壓縮機由于變速關系，完成一個循環的耗功比固定轉速度耗功要大。12/10/2022215.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈢汽車空調壓縮機的性能曲線

壓縮機的性能曲線通常是根據實驗給出的，用來表示壓縮機制冷量和功耗同壓縮機工況和轉速之間關系的一組曲線。汽車空調用壓縮機的性能曲線不同于一般空調裝置中壓縮機性能曲線，除繪出制冷量、功率與蒸發溫度和冷凝溫度的關系外，還需由壓縮機轉速這一變量來描述其性能。

12/10/2022225.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈢汽車空5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈣汽車空調壓縮機的工況

目前汽車空調制冷機的工況各國并無統一的標準可遵循，我國目前推薦的專業標準把汽車空調壓縮機的名義工況定為：吸氣壓力飽和溫度排氣壓力飽和溫度過熱度過冷度壓縮機轉速-1℃62℃10℃5℃1800r/min12/10/2022235.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈣汽車空5.1.2.2斜盤式壓縮機㈠結構與工作原理結構1—活塞2—止推軸承3—驅動球4—滑履5—前閥板6—軸封7—離合器軸承8—銜鐵板9—皮帶輪10—線圈11—前缸頭12—前軸承13—斜盤14—后軸承15—吸油管16—后閥板17—后缸頭18—油泵19—“O”型環

12/10/2022245.1.2.2斜盤式壓縮機㈠結構與工作原理12/8/25.1.2.2斜盤式壓縮機㈠結構與工作原理工作原理回轉斜盤式壓縮機是往復式雙向活塞結構，又稱雙向斜盤式。它的工作原理是把裝在主軸上的斜盤的回轉運動變為雙向活塞沿軸向的往復運動(如動畫所示)。活塞以斜盤主軸為中心,在同一圓周上均布了三個(如活塞組件圖所示)或五個。各活塞是通過斜盤兩端面的滑履和鋼球而裝配的。通過斜盤的回轉，活塞在氣缸進行往復運動。活塞的兩邊都是氣缸，因而一個活塞起到雙缸的作用，整個壓縮機則起到六缸(或十缸)的作用。缸體兩端都裝有吸排氣閥及氣缸蓋，兩個缸體結合后形成吸排氣兩條通路。斜盤式壓縮機的潤滑現傾向于采用飛濺潤滑方式，即利用斜盤回轉時使潤滑油在離心力作用下飛濺到缸壁，然后落到軸上，在軸上及缸壁上設有導油孔道或擋油導槽。也有少數壓縮機仍采用油泵強制性潤滑，或利用吸排氣壓力差，進行差壓式供油的方式。

12/10/2022255.1.2.2斜盤式壓縮機㈠結構與工作原理12/8/25.1.2.2斜盤式壓縮機㈠結構與工作原理工作原理返

回12/10/2022265.1.2.2斜盤式壓縮機㈠結構與工作原理返回12/5.1.2.2斜盤式壓縮機㈡斜盤式壓縮機的特點斜盤式壓縮機的優點：(1)是圓柱形臥式機組，便于在發動機上安裝。(2)是往復式活塞結構，可靠性高。(3)結構緊湊，容易實現小型化和輕量化。(4)噪音小。(5)排氣脈動小，工作較平穩。斜盤式壓縮機的缺點：(1)缸數多，造成零件數多。(2)組裝時需調整的零件數多，尤其是滑履和鋼球需要選配，這是該機最大缺點。(3)軸向尺寸較大。12/10/2022275.1.2.2斜盤式壓縮機㈡斜盤式壓縮機的特點12/85.1.2.3搖板式壓縮機搖板式與斜盤式壓縮機的區別斜盤式搖板式12/10/2022285.1.2.3搖板式壓縮機搖板式與斜盤式壓縮機的區別斜5.1.2.3搖板式壓縮機㈠

搖板式壓縮機的工作原理主軸帶動傳動板轉動。傳動板（圓盤）厚薄不均，使靠在傳動板上的搖板（不能轉動）作搖擺運動。搖板的搖擺運動推動單向活塞作往復運動完成吸、壓、排氣的工作循環。請看動畫演示12/10/2022295.1.2.3搖板式壓縮機㈠搖板式壓縮機的工作原理125.1.2.3搖板式壓縮機㈠

搖板式壓縮機的工作原理12/10/2022305.1.2.3搖板式壓縮機㈠搖板式壓縮機的工作原理125.1.2.3搖板式壓縮機㈡搖板式壓縮機的結構傳動機構12/10/2022315.1.2.3搖板式壓縮機㈡搖板式壓縮機的結構12/85.1.2.3搖板式壓縮機㈡搖板式壓縮機的結構活塞連機組件12/10/2022325.1.2.3搖板式壓縮機㈡搖板式壓縮機的結構12/85.1.2.3搖板式壓縮機㈡搖板式壓縮機的結構搖板自轉的限制機構

對于SD－5型壓縮機，搖板的防自轉結構是一對齒數相等的嚙合傘齒輪，一個固定在搖板中心，隨搖板擺動，稱動齒輪；另一個的上部插入氣缸體中心孔，用平鍵與氣缸體連接，靠壓緊彈簧與動齒輪緊密嚙合（即使搖板緊靠斜盤）。用特制高強度連接螺釘將閥板和氣缸蓋連接到氣缸體上。

12/10/2022335.1.2.3搖板式壓縮機㈡搖板式壓縮機的結構12/85.1.2.3搖板式壓縮機㈡搖板式壓縮機的結構動平衡機構

該圖為斜盤動平衡的受力分析示意圖，圖中P1x1為一階往復慣性力形成的合力矩；P2傳動板上部偏心質量產生的旋轉慣性力；P3為搖板的旋轉慣性力；P2‘為內平衡塊及傳動板下部偏心質量共同產生的旋轉慣性力；P3為外平衡塊產生的旋轉慣性力。12/10/2022345.1.2.3搖板式壓縮機㈡搖板式壓縮機的結構12/85.1.2.3搖板式壓縮機㈢搖板式壓縮機的優勢與不足優勢(1)由于將軸的旋轉運動轉換成活塞往復運動的機構被改變,使活塞平行于主軸,缸體呈圓形臥式安放,因而,便于在發動機上安裝和傳動。(2)氣缸圍繞主軸中心的圓周布置，可使結構緊湊，易于實現小型化和輕量化。(3)采用多缸工作，動力平衡性能好，運轉平穩。活塞往復運動而產生的往復慣性力能完全地自然得到平衡，往復慣性力矩也可利用主軸或斜盤上加平衡質量的方法予以完全平衡。(4)排氣均勻，驅動力矩變化小。(5)由于其基本工作仍為往復式,故設計和生產工藝成熟,結構較為完善。(6)容易組織無級變容量工作，實現制冷量無級可調。12/10/2022355.1.2.3搖板式壓縮機㈢搖板式壓縮機的優勢與不足15.1.2.3搖板式壓縮機㈢搖板式壓縮機的優勢與不足不足①氣缸多，零部件多，加工量大。②組裝時調整的部位多。③軸向尺寸較大。12/10/2022365.1.2.3搖板式壓縮機㈢搖板式壓縮機的優勢與不足15.1.2.4汽車空調變容量壓縮機為什么要變容量，達到什么樣的目的？傳統控制不讓蒸發器表面結霜的辦法。變容量搖板式壓縮機，排量可無級調節。12/10/2022375.1.2.4汽車空調變容量壓縮機為什么要變容量，達到什5.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈠汽車空調壓縮機要變容量的目的汽車空調壓縮機由車用發動機直接帶動。汽車低速運行時,熱負荷最大而制冷量卻最小,希望轉速低時，排量變大,提高制冷量。汽車高速行駛時,排量隨轉速的增加而增加,功耗也隨之增加。這一方面影響汽車的駕駛性能，另一方面，使壓縮機制冷量過剩，造成蒸發壓力降低，蒸發器結霜，制冷系數降低。希望高速時能控制多余的制冷能力，減少耗功率，也避免蒸發器表面結冰。變容量壓縮機是目前汽車空調壓縮機最重要的研究方向之一。12/10/2022385.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈠汽車空調壓縮機要變5.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈡傳統方式控制免結冰方法1.利用離合器的周期離合，讓壓縮機間斷運行，即溫度高時制冷，溫度達到調定溫度時停機。只是在高轉速、溫度達到要求時實現零排量，不制冷不會結冰，但在低速時卻無法加大排量，增加制冷量。冷風出口溫度波動大，空調舒適性欠佳；其次，周期離合引起發動機斷續變負荷，產生違背司機意愿的加減速，影響汽車的駕駛性能；另外，壓縮機轉速只受汽車發動機轉速的影響，而與空調負荷無法相呼應,高速時排量大空調能力過剩，效率低，功耗大;而低速時排量小，冷量不足。汽車空調中，離合器的頻繁離合又會產生噪音和震動，制冷系統壓力劇烈變化，影響系統的可靠性和耐久性。12/10/2022395.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈡傳統方式控制免結冰5.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈡傳統方式控制免結冰方法2.工作氣缸數控制(斜盤式壓縮機適用)——有級調節制冷量。在吸氣腔和排氣腔之間設計一個可滑動的擋板，排氣腔出口處還裝有一個逆止閥。當氣缸正常工作時，滑動擋板左移，將吸排氣腔隔開。當氣缸卸載時，擋板向右移動，使吸排氣腔相通，而逆止閥關閉，此時排氣閥被頂開，由于吸氣管與氣缸保持常通，使該缸無排量，即無制冷量。當斜盤壓縮機一側的排氣閥頂開時，壓縮機在50％排量下工作。與定容量相比，兩級變容量可節能30％。此外，壓縮機停機時，各閥門仍處于容量為50％的位置，再次啟動時，啟動轉矩小易于啟動。12/10/2022405.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈡傳統方式控制免結冰5.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級變容量控制

圖為V-5型變容量搖板壓縮機的剖面圖,實現可變排量的原理是V-5型機的搖板和傳動板能與主軸傾斜成某一范圍內的任意角度，從而改變了壓縮機的排量：搖板傾角大，活塞行程長，排量大；反之，搖板傾角小，活塞行程短，排量少，制冷量少，耗能也少。12/10/2022415.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級5.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級變容量控制1.搖板式壓縮機變容量工作過程排量的改變是依靠搖板箱壓力的改變來實現的，搖板箱壓力降低，作用在活塞上的反作用力就使搖板傾斜增大一定角度，這就增加活塞行程（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，減小了傾角，即減小了活塞行程（也就減小了壓縮機排量）。

12/10/2022425.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級5.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級變容量控制1.搖板式壓縮機變容量工作過程排發動機轉速降低時，壓縮機轉速低制冷量小，使蒸發器出來的蒸氣壓力較高，當吸氣側壓力超過了0.35MPa，說明需要增加制冷量，這樣高的吸氣壓力使波紋管收縮，針閥下落，彈簧及高壓側壓力把鋼球推向球座，將球座下連接高壓側氣體與搖板箱氣體的通道A封死。這樣就阻止了高壓側氣體進入搖板箱。與此同時，從低壓側到搖板箱的通道B打開，部分搖板箱氣體通向吸氣側，從而降低了搖板箱壓力，使活塞在壓縮行程時，兩端壓差變大，作用在活塞頂一側的氣缸上的反作用力使搖板傾角增大，活塞行程變長，增加排量。反之，發動機高轉速時壓縮機轉速也高，制冷量大，使從蒸發器出來的蒸氣壓力降低，當吸氣壓力降到0.30MPa時，波紋管膨脹，克服高側壓力及鋼球彈簧力，把鋼球向上推，使之離開球座。這樣，高壓氣體就能通過控制閥組進入搖板箱。結果是搖板箱壓力增加，作用在活塞背面的壓力增加，使搖板的傾斜角減小，活塞行程變短，從而減小排量，耗能減少。12/10/2022435.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級5.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級變容量控制1.搖板式壓縮機變容量工作過程變容量搖板式壓縮機工作時，可使P0＝200～250KPa，t0＝-1～3℃，不會結霜。12/10/2022445.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級5.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級變容量控制2.變容量搖板式壓縮機工作特性曲線圖圖為變容量搖板式壓縮機制冷量、消耗功率和制冷系數隨轉速的變化關系。轉速增高時，可保持制冷量和輸入功率大體不變，不過制冷系數卻因流動損失、摩擦損失和相對余隙容積的增加有所下降。

12/10/2022455.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級5.1.2.5渦旋式壓縮機變容量工作過程的控制渦旋式壓縮機軸側圖（如圖所示）12/10/2022465.1.2.5渦旋式壓縮機變容量工作過程的控制渦旋式壓縮5.1.2.5渦旋式壓縮機變容量工作過程的控制變容量渦旋式壓縮機結構（如圖所示）主要控制構造有：活塞控制閥，此閥由活塞、彈簧、波紋管和先導球閥所組成。活塞上有一個小孔，小孔由裝在活塞內的波紋管上的先導球閥來控制，彈簧支承著活塞；節流孔將排氣壓力引進活塞的右腔，這時活塞受到的力是三個：排氣壓力Po、吸氣壓力Ps和彈簧力PH，波紋管內抽真空，通氣孔將吸氣腔和波紋管外腔相連，即波紋管的狀態受吸氣壓力Ps的控制，活塞可以在控制閥內左右移動，控制旁通孔的大小，從而控制渦旋壓縮機初壓腔流回吸氣腔氣體流量的大小。控制閥的工作原理是這樣的(圖示)：吸氣壓力Ps太低時，波紋管2伸長，打開先導球閥3，排氣壓力通先導球閥和通氣孔來到活塞室內部；這時活塞兩端蒸氣壓相等，則彈簧力13將活塞推向右移，打開并擴大旁通孔4，使初壓腔里的蒸氣流回一部分到吸氣腔，排氣量減少。反之，若吸氣壓力太高時，波紋管受壓收縮，關閉先導球閥，則活塞右側的排氣壓力大于彈簧力和吸氣壓力，活塞向左移動，減少和關閉旁通孔，使排氣量增加，直至全負荷工作。

12/10/2022475.1.2.5渦旋式壓縮機變容量工作過程的控制變容量渦旋5.1.2.5渦旋式壓縮機變容量工作過程的控制變容量渦旋式壓縮機工作過程當壓縮機開始工作時，吸氣腔壓力很高，波紋管被壓收縮，先導閥關閉，排氣壓力迅速推動活塞左移，關閉旁通孔，壓縮機處于滿負荷工作，輸出制冷量最大。若發動機高速轉動，吸氣壓力PS下降，則波紋管伸長，打開先導球閥，排氣壓力進入活塞另一端，彈簧力將活塞右移，打開旁通孔，壓縮機輸出制冷量減少。達到節能與汽車工況相匹配，提高空調舒適性。若發動機轉速下降，則上述動作相反，關閉旁通孔，讓壓縮機全負載工作。當變容量渦旋壓縮機達到一定的轉速時，吸氣壓力則達到設計的變容量調節范圍，這時壓縮機雖然轉速繼續升高，但其排氣壓力、吸氣壓力、制冷量都保持在一個恒定值(變化不大)，這點對汽車空調是特別有利的。12/10/2022485.1.2.5渦旋式壓縮機變容量工作過程的控制變容量渦旋5.1.2.5渦旋式壓縮機變容量工作過程的控制渦旋式壓縮機的特點密封性好，充氣效率高，一般可達90％以上，低速時也可達80％，而一般往復式壓縮機的容積率只有(55～77)％。

體積小，重量輕，可實現高速旋轉。動作平穩，噪音低。排氣溫度低，對冷凍機油損害小

。結構簡單，零件數少。技術關鍵密封問題，包括端面密封(軸向密封)和切向密封。設計參數的選定及動力平衡問題。加工工藝問題，兩個渦旋片比較難加工。12/10/2022495.1.2.5渦旋式壓縮機變容量工作過程的控制渦旋式壓縮5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機的發展總趨勢——旋轉式壓縮機代替往復活塞式壓縮機;變容量壓縮機代替固定容量壓縮機。往復活塞式壓縮機共同的特點是活塞往復運動，因此，運動慣性大，轉速不能高，單位時間和單位體積制冷量小，震動大，充氣效率較低，特別是對轉速的限制，使它們可能被旋轉式所代替的。12/10/2022505.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機的發展總趨勢——旋轉式壓縮機代替往復活塞式壓縮機;變容量壓縮機代替固定容量壓縮機。旋葉式壓縮機的結構是很理想的，但是其密封的旋葉片是滑移式的，故磨損嚴重,壽命短,維修量大。轉子旋到月牙形容積最大的地方，葉片由于磨擦力以及伸長量大，易引起葉片震動，產生泄漏、震紋以及折斷。所以其速度、排氣壓力受到限制，制冷量比較低。這種壓縮機的發展還有待改進。12/10/2022515.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機的發展總趨勢——旋轉式壓縮機代替往復活塞式壓縮機;變容量壓縮機代替固定容量壓縮機。滾動活塞式壓縮機最大的缺點是：充氣效率、制冷系數都隨著轉速的增加而減小。因此，這種壓縮機在高速時，制冷性能不良，能耗增加。這點對汽車空調非常不利

。12/10/2022525.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機的發展總趨勢——旋轉式壓縮機代替往復活塞式壓縮機;變容量壓縮機代替固定容量壓縮機。滾動活塞式壓縮機的充氣效率主要受氣密性效率的影響，這種壓縮機主要的泄漏通道有：滑片端的泄漏。間隙泄漏，包括轉子端面間隙泄漏、滑片側面間隙泄漏、轉子(活塞)和氣缸間的間隙泄漏。12/10/2022535.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機的發展總趨勢——旋轉式壓縮機代替往復活塞式壓縮機;變容量壓縮機代替固定容量壓縮機。三角轉子壓縮機主要存在問題是主軸的齒輪和轉子齒輪的齒數比為1:3，所以主軸的轉速是轉子的3倍。主軸在這么高的速度下運轉，整個系統的潤滑和難以組織，磨損較大；壓縮機離合器的接合也產生問題；壓縮機震動厲害。但如果降低主軸轉速，則制冷量減少，性能下降。所以，三角轉子壓縮機的高速化還有許多問題需要解決。12/10/2022545.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機的發展總趨勢——旋轉式壓縮機代替往復活塞式壓縮機;變容量壓縮機代替固定容量壓縮機。螺桿式壓縮機它在同一制冷量級別中，是重量最大、絕熱效率最低的壓縮機。因為它依靠兩個螺桿的嚙合空間來吸氣，由于嚙合空間小，所以，排量小，單位重量的制冷量小。螺桿壓縮機還需要大量的潤滑油來潤滑和密封螺齒的嚙合面，并帶走大量的熱量。所以其絕熱效率最低，能量利用率低，即制冷系數比較低。12/10/2022555.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機的發展總趨勢——旋轉式壓縮機代替往復活塞式壓縮機;變容量壓縮機代替固定容量壓縮機。螺桿式壓縮機它是固定容積比的壓縮機，而且其容積又比較小，因此吸氣壓力對壓縮機的性能影響特別大。吸氣壓力變大或變小，極易引起過壓或欠壓，氣體等容壓縮或等容膨脹，因此造成附加功率損失也比較大，故其能耗較高，經濟性能較差。12/10/2022565.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機的發展總趨勢——旋轉式壓縮機代替往復活塞式壓縮機;變容量壓縮機代替固定容量壓縮機。螺桿式壓縮機另外低速性能差也是其致命弱點。所以目前螺桿式壓縮機主要應用在大型客車的獨立式空調系統上。至于在小轎車空調器上應用，由于小螺桿加工工藝不容易保證及容易引起過壓，欠壓和低速制冷能力差等因素，因此前途不容樂觀。12/10/2022575.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機的發展總趨勢——旋轉式壓縮機代替往復活塞式壓縮機;變容量壓縮機代替固定容量壓縮機。渦旋式壓縮機目前容量還不可能做得較大。容量大，軸向力就大，端面密封問題較難解決，設計參數的優化選擇還有一個綜合實驗、比較的過程，所以用在大型客車上還有許多技術難題。12/10/2022585.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈡汽車空調壓縮機發展的另一個趨勢是變容量壓縮機逐漸取代固定容量壓縮機，且無級變容量壓縮機是主要發展方向。固定容量壓縮機工作時：低轉速，熱負荷大，但制冷量小，達不到空調的要求，而高轉速時，一者壓縮機耗功率增大，影響車輛動力性能；另外高速時會使制冷量過剩（壓縮機轉速高，制冷量增大；行車風大，使冷凝器冷卻能力增大，制冷量再增大），造成車內溫度下降過多，破壞了空調動舒適性，且會引起蒸發器表面結冰。12/10/2022595.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈡汽車空調壓縮機5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈡汽車空調壓縮機發展的另一個趨勢是變容量壓縮機逐漸取代固定容量壓縮機，且無級變容量壓縮機是主要發展方向。各類型壓縮機都根據本身的結構特點，通過簡單的方法達到變容量調節。從上面的分析中可知；曲軸連桿、斜盤式、滾動活塞式等壓縮機的能量調節都是突變性的、有級的。即是說，當能量調節裝置起作用時，壓縮機輸出的制冷量成階梯式變化，這點不利于車內空調環境的穩定，而且對發動機的穩定工況有不利影響。它的節能效果也不大顯著。

12/10/2022605.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈡汽車空調壓縮機5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈡汽車空調壓縮機發展的另一個趨勢是變容量壓縮機逐漸取代固定容量壓縮機，且無級變容量壓縮機是主要發展方向。搖板式、螺桿式、渦旋式三種壓縮機，其輸出的能量控制是無級變化的。即是說，它能根據發動機的轉速、車內溫度，自動地調節壓縮機輸出制冷量的多少。無級變量的壓縮機調能效果最顯著，而且大大提高了車內空調的舒適性，是汽車壓縮機的發展方向。

12/10/2022615.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈡汽車空調壓縮機5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈡汽車空調壓縮機發展的另一個趨勢是變容量壓縮機逐漸取代固定容量壓縮機，且無級變容量壓縮機是主要發展方向。搖板式壓縮機、渦旋式壓縮機都具有優良的特性，尤其是變容量搖板式和變容量渦旋式，特別適于汽車空調的要求，所以搖板式變容量壓縮機將會在較長時間作為主要機種,而渦旋式在制造工藝,和其他一些技術成熟后,將會在汽車空調獨當一面

。

12/10/2022625.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈡汽車空調壓縮機5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈢節能低噪（震動）是各類壓縮機今后爭生存求發展的方向。于圖可證實：無級變容量壓縮機的吸氣壓力、排氣壓力的變化和起動扭拒都很小，在各種轉速下的能耗都是最小的，因而是今后的主要發展方向。12/10/2022635.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈢節能低噪（震動5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈣隨著科學技術的發展,新型的低能耗的壓縮機將會不斷出現。對現有的已經商品化的產品繼續在結構上、熱力參數、性能參數進行優化外,還要應用先進的技術進一步完善自動變容量系統的能量控制。提高壓縮機的充氣效率以及在較寬廣的速度范圍內有比較理想的制冷性能也是一個重要的研究課題。隨著環境保護條例的日益嚴厲，CH類制冷劑、混合制冷劑和不含氯、溴的氟里昂制冷劑的汽車空調也正引起人們的關注和進行研究、開發及應用。12/10/2022645.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈣隨著科學技術的12/10/20226512/8/202265第五章汽車空調制冷系統汽車空調制冷系統主要由壓縮機，冷凝器，貯液干燥器，節流裝置，蒸發器等部件組成。12/10/202266第五章汽車空調制冷系統汽車空調制冷系統主要由壓縮機，冷凝汽車空調制冷系統圖12/10/202267汽車空調制冷系統圖12/8/202225.1汽車空調壓縮機

㈠汽車空調對壓縮機的要求要有良好的低速性能，即要求在低速運轉時有較大的制冷能力和較高的效率。高速運行時要求能降低發動機用于空調方面的功率消耗，提高汽車動力性。體積小，重量輕，這也是對所有汽車零件的要求。從發動機機艙安裝空調越來越小這一角度考慮，也要求壓縮機小型化。要能經受惡劣的運行條件，可靠性好。由于汽車發動機室溫度較高，怠速時常達80℃以上，并且汽車空調的冷凝壓力較高，因此要求壓縮機耐高溫和高壓。由于汽車在顛簸的道路上高速行駛，部件必須有良好的抗振性，機組密封性能要好。對汽車的不利影響要小。要求壓縮機運行平穩、噪音低、振動小，開、停壓縮機時對發動機轉速的影響不應太大，起動扭矩要小。12/10/2022685.1汽車空調壓縮機㈠汽車空調對壓縮機的要求12/85.1汽車空調壓縮機

㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展⑴汽車空調壓縮機的分類12/10/2022695.1汽車空調壓縮機㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展15.1汽車空調壓縮機

㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展⑵汽車空調常用壓縮機的發展12/10/2022705.1汽車空調壓縮機㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展15.1汽車空調壓縮機

㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展⑶近十多年，對汽車空調壓縮機的結構進行了許多改進，主要表現如下：[1]改進結構，提高容積效率，以減少外形尺寸，提高制冷量。[2]簡化或取消進排氣閥，以降低壓力損失。[3]提高壓縮機轉速，以增大制冷量。擴大最高和最低轉速范圍，以提高對不同車速的適應性。[4]改善壓縮機扭矩特性。這不僅關系到離合器大小、皮帶輪尺寸及重量、運轉平穩性，也影響到振動。[5]利用卸載機構、缸體上開缺口、改變參加工作的缸數、利用吸、排氣壓力差改變斜盤角度方法改變排量大小，以降低高速時的動力消耗，改善起動性能。

12/10/2022715.1汽車空調壓縮機㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展15.1汽車空調壓縮機

㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展⑶近十多年，對汽車空調壓縮機的結構進行了許多改進，主要表現如下：[6]用飛濺潤滑等方式代替油泵，以增大低速時的制冷量，減少功率消耗，減輕重量及零件數。[7]減小外形尺寸，采用與發動機的裝接位置貼合的外形，取消安裝凸緣及支架，以減輕重量。[8]采用小缸徑，多缸數，以改善壓縮機輸出脈動性，減輕重量和減小外形尺寸。[9]采用高強度材料及耐磨性好的新型摩擦副材料匹配，以提高零件壽命和可靠性。例如機體和活塞采用高硅鋁合金,活塞環采用含金屬粉末的聚四氟乙烯,活塞表面噴涂聚四氟乙烯耐磨材料。12/10/2022725.1汽車空調壓縮機㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展15.1汽車空調壓縮機

㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展⑶近十多年，對汽車空調壓縮機的結構進行了許多改進，主要表現如下：[10]為提高密封性和密封的耐壓強度，缸體采用浸漬處理技術,氣缸墊和缸蓋墊采用薄鋼片雙面復合橡膠等。[11]采用V形多槽皮帶，以提高傳動效率。[12]采用特殊高強度軸承，延長軸承壽命。[13]為減少制冷劑泄漏，采取了下列措施：①吸排氣口的連接方式從螺紋連接改為板式快速連接；②接口從喇叭口形式改為０型密封圈形式；③軸封裝置從機械密封式改為多唇口密封式。12/10/2022735.1汽車空調壓縮機㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展15.1汽車空調壓縮機

㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展⑶近十多年，對汽車空調壓縮機的結構進行了許多改進，主要表現如下：[14]由于汽車空調制冷劑改用R134a，代替原來的R12，壓縮機作了相應改動：①提高了零部件強度，主要是提高主軸強度和加大軸承；②密封材料從原來的丁腈橡膠(NBR)，氟橡膠等改用與R134a相容性好的橡膠,例如氫化丁腈橡膠(HNBR)等；③軸封改用多唇口密封式，其中的橡膠唇材料改用與R134a相容性好的材料；④潤滑油由原來的礦物油改用合成油，例如多元醇或多元醇酯；⑤改變吸排氣口形狀。[15]有的生產廠家為了提高壓縮機的可靠性和壽命，采取了一些特殊措施。例如美國塞莫金公司為冷藏車壓縮機配備了特別的JetCool＝TM壓縮機射流冷卻噴射系統和JetCool＝TM壓縮機射流潤滑噴射系統，可供汽車空調系統借鑒。

12/10/2022745.1汽車空調壓縮機㈡汽車空調壓縮機的分類及其發展15.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈠

結構整機結構工作過程12/10/2022755.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈠結構15.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈠

結構舌簧式進排氣閥軸封裝置12/10/2022765.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈠結構舌5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環1.活塞式壓縮機氣缸的工作原理圖。2.壓縮機的理論和實際排氣過程。12/10/2022775.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環3.充氣效率λλ＝λV·λP·λT·λL

工作過程中各種影響造成的損失越小，上式中四個系數越大，使λ也越大，λ越大，排量越大，制冷量也就越大。12/10/2022785.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環3.充氣效率λ①λV余隙系數從上式中可以看出，余隙系數λV與壓比，相對余隙c和過程指數m有關。當c和m不變，壓比ε增大時會使λV變小，當ε增大到一定值時，會使△V'=Vp,λV=0，即壓縮機不能吸排氣。通常，對單級活塞式壓縮機來說，從充氣效率以及排溫和功耗來考慮，壓比一般不超過10。相對余隙容積c值的大小，往往受結構和工藝的影響，不可能無限地減少。在相同Vp和m下，c越小，λV越大。m值主要取決于制冷劑種類和膨脹過程中氣體的熱交換，m增大對λV有利。對于氟里昂壓縮機，膨脹指數m=0.95～1.05，壓縮過程指數n＝1.05～1.18。12/10/2022795.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環3.充氣效率λ②λP節流系數λP取決于吸氣終了相對壓力損失△Psl/Pso。在一定的運行工況下，即Pso一定時,吸氣閥只有在△Psl略小于吸氣閥的彈簧力時才開始關閉。因此,△Psl取決于吸氣閥彈簧力的大小。彈簧力過大，氣閥會提前關閉,△Psl增大，λP減小，即壓力降導致的容積損失增大。相反，過弱的彈簧力又會使活塞運動到下止點時無法關閉，即延遲關閉太多，使吸入的氣體從吸氣閥處倒流回去。△Psl還與工質流經氣閥時的流動阻力損失有關。因此，對制冷壓縮機，要按其選用的工質和工況條件正確設計氣閥流通面積和氣閥彈簧力。12/10/2022805.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環3.充氣效率λ③余熱系數

λT的大小與壓縮機的工況有關，蒸發溫度降低和冷凝溫度升高，即壓比增大均使λT降低。λT的大小還與吸氣過熱度和工質特性有關。適應增加吸氣過熱度會減少吸入蒸氣和壓縮機的溫差，降低吸入氣體受熱量，使λT提高。至于工質物性，絕熱指數較小,比熱大,導熱性差的工質，其溫升小，λT會大些。12/10/2022815.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環3.充氣效率λ④λl

氣密系數

λl與壓縮機的運行工況有關,壓比增大會使泄漏量增加,λl

變小。與壓縮機的設計，制造和安裝質量有關。為減少氣體經活塞和氣缸之間間隙的泄漏,在活塞上設活塞環。氣閥關閉時應嚴密，同時要防止出現氣閥的延遲關閉而造成氣體倒流。汽車空調標準(IMACA308-77)對排氣閥處泄漏速度有專門規定,不得超過0.85m3/h。氣體泄漏不僅使壓縮機排量降低，還使壓縮機吸入蒸氣的溫度升高，排氣溫度升高，降低了壓縮機的可靠性和耐久性。對往復活塞式壓縮機，一般推薦λl

=0.97～0.99。12/10/2022825.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循㈡工作循環4.汽車空調往復式壓縮機的充氣效率還要考慮轉速變化對λ的影響。壓縮機轉速對充氣效率的影響可以從上圖看出。當工況不變時,可以認為余隙系數λV受轉速的影響較小。當轉速增加時,由于流速增加使工質受熱量和泄漏量相對減少,故余熱系數λT和氣密性系數λe增加。對節流系數λp來說，受轉速變化的影響較大。一方面，轉速增加使氣體流經氣閥時的壓力損失和由此而轉化來的熱量增加，導致充氣效率降低；另一方面，在一定工況下，某一轉速范圍對應有一個氣閥閥片的最佳運動規律，此時的損失最小。綜上所述，充氣效率應在某轉速下對應有一個最大值。從右圖可以看出，壓縮機轉速在2000～2500r/min時充氣效率最大。

5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理12/10/202283㈡工作循環5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環4.汽車空調往復式壓縮機的充氣效率估算經驗公式

12/10/2022845.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環5.固定轉速壓縮機與汽車空調變轉速壓縮機耗功率的比較固定轉速壓縮機完成一個循環的耗功WO。12/10/2022855.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循環5.固定轉速壓縮機與汽車空調變轉速壓縮機耗功率的比較汽車空調變速壓縮機完成一個循環的耗功Wi。式中n—壓縮過程指數，可近似取為絕熱指數k。δ0—吸排氣過程平均相對壓力損失，取0.15～0.23。故：Wi/WO>1，即Wi>WO。所以，汽車空調壓縮機由于變速關系，完成一個循環的耗功比固定轉速度耗功要大。12/10/2022865.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈡工作循5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈢汽車空調壓縮機的性能曲線

壓縮機的性能曲線通常是根據實驗給出的，用來表示壓縮機制冷量和功耗同壓縮機工況和轉速之間關系的一組曲線。汽車空調用壓縮機的性能曲線不同于一般空調裝置中壓縮機性能曲線，除繪出制冷量、功率與蒸發溫度和冷凝溫度的關系外，還需由壓縮機轉速這一變量來描述其性能。

12/10/2022875.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈢汽車空5.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈣汽車空調壓縮機的工況

目前汽車空調制冷機的工況各國并無統一的標準可遵循，我國目前推薦的專業標準把汽車空調壓縮機的名義工況定為：吸氣壓力飽和溫度排氣壓力飽和溫度過熱度過冷度壓縮機轉速-1℃62℃10℃5℃1800r/min12/10/2022885.1.2.1曲軸連桿式壓縮機的結構及工作原理㈣汽車空5.1.2.2斜盤式壓縮機㈠結構與工作原理結構1—活塞2—止推軸承3—驅動球4—滑履5—前閥板6—軸封7—離合器軸承8—銜鐵板9—皮帶輪10—線圈11—前缸頭12—前軸承13—斜盤14—后軸承15—吸油管16—后閥板17—后缸頭18—油泵19—“O”型環

12/10/2022895.1.2.2斜盤式壓縮機㈠結構與工作原理12/8/25.1.2.2斜盤式壓縮機㈠結構與工作原理工作原理回轉斜盤式壓縮機是往復式雙向活塞結構，又稱雙向斜盤式。它的工作原理是把裝在主軸上的斜盤的回轉運動變為雙向活塞沿軸向的往復運動(如動畫所示)。活塞以斜盤主軸為中心,在同一圓周上均布了三個(如活塞組件圖所示)或五個。各活塞是通過斜盤兩端面的滑履和鋼球而裝配的。通過斜盤的回轉，活塞在氣缸進行往復運動。活塞的兩邊都是氣缸，因而一個活塞起到雙缸的作用，整個壓縮機則起到六缸(或十缸)的作用。缸體兩端都裝有吸排氣閥及氣缸蓋，兩個缸體結合后形成吸排氣兩條通路。斜盤式壓縮機的潤滑現傾向于采用飛濺潤滑方式，即利用斜盤回轉時使潤滑油在離心力作用下飛濺到缸壁，然后落到軸上，在軸上及缸壁上設有導油孔道或擋油導槽。也有少數壓縮機仍采用油泵強制性潤滑，或利用吸排氣壓力差，進行差壓式供油的方式。

12/10/2022905.1.2.2斜盤式壓縮機㈠結構與工作原理12/8/25.1.2.2斜盤式壓縮機㈠結構與工作原理工作原理返

回12/10/2022915.1.2.2斜盤式壓縮機㈠結構與工作原理返回12/5.1.2.2斜盤式壓縮機㈡斜盤式壓縮機的特點斜盤式壓縮機的優點：(1)是圓柱形臥式機組，便于在發動機上安裝。(2)是往復式活塞結構，可靠性高。(3)結構緊湊，容易實現小型化和輕量化。(4)噪音小。(5)排氣脈動小，工作較平穩。斜盤式壓縮機的缺點：(1)缸數多，造成零件數多。(2)組裝時需調整的零件數多，尤其是滑履和鋼球需要選配，這是該機最大缺點。(3)軸向尺寸較大。12/10/2022925.1.2.2斜盤式壓縮機㈡斜盤式壓縮機的特點12/85.1.2.3搖板式壓縮機搖板式與斜盤式壓縮機的區別斜盤式搖板式12/10/2022935.1.2.3搖板式壓縮機搖板式與斜盤式壓縮機的區別斜5.1.2.3搖板式壓縮機㈠

搖板式壓縮機的工作原理主軸帶動傳動板轉動。傳動板（圓盤）厚薄不均，使靠在傳動板上的搖板（不能轉動）作搖擺運動。搖板的搖擺運動推動單向活塞作往復運動完成吸、壓、排氣的工作循環。請看動畫演示12/10/2022945.1.2.3搖板式壓縮機㈠搖板式壓縮機的工作原理125.1.2.3搖板式壓縮機㈠

搖板式壓縮機的工作原理12/10/2022955.1.2.3搖板式壓縮機㈠搖板式壓縮機的工作原理125.1.2.3搖板式壓縮機㈡搖板式壓縮機的結構傳動機構12/10/2022965.1.2.3搖板式壓縮機㈡搖板式壓縮機的結構12/85.1.2.3搖板式壓縮機㈡搖板式壓縮機的結構活塞連機組件12/10/2022975.1.2.3搖板式壓縮機㈡搖板式壓縮機的結構12/85.1.2.3搖板式壓縮機㈡搖板式壓縮機的結構搖板自轉的限制機構

對于SD－5型壓縮機，搖板的防自轉結構是一對齒數相等的嚙合傘齒輪，一個固定在搖板中心，隨搖板擺動，稱動齒輪；另一個的上部插入氣缸體中心孔，用平鍵與氣缸體連接，靠壓緊彈簧與動齒輪緊密嚙合（即使搖板緊靠斜盤）。用特制高強度連接螺釘將閥板和氣缸蓋連接到氣缸體上。

12/10/2022985.1.2.3搖板式壓縮機㈡搖板式壓縮機的結構12/85.1.2.3搖板式壓縮機㈡搖板式壓縮機的結構動平衡機構

該圖為斜盤動平衡的受力分析示意圖，圖中P1x1為一階往復慣性力形成的合力矩；P2傳動板上部偏心質量產生的旋轉慣性力；P3為搖板的旋轉慣性力；P2‘為內平衡塊及傳動板下部偏心質量共同產生的旋轉慣性力；P3為外平衡塊產生的旋轉慣性力。12/10/2022995.1.2.3搖板式壓縮機㈡搖板式壓縮機的結構12/85.1.2.3搖板式壓縮機㈢搖板式壓縮機的優勢與不足優勢(1)由于將軸的旋轉運動轉換成活塞往復運動的機構被改變,使活塞平行于主軸,缸體呈圓形臥式安放,因而,便于在發動機上安裝和傳動。(2)氣缸圍繞主軸中心的圓周布置，可使結構緊湊，易于實現小型化和輕量化。(3)采用多缸工作，動力平衡性能好，運轉平穩。活塞往復運動而產生的往復慣性力能完全地自然得到平衡，往復慣性力矩也可利用主軸或斜盤上加平衡質量的方法予以完全平衡。(4)排氣均勻，驅動力矩變化小。(5)由于其基本工作仍為往復式,故設計和生產工藝成熟,結構較為完善。(6)容易組織無級變容量工作，實現制冷量無級可調。12/10/20221005.1.2.3搖板式壓縮機㈢搖板式壓縮機的優勢與不足15.1.2.3搖板式壓縮機㈢搖板式壓縮機的優勢與不足不足①氣缸多，零部件多，加工量大。②組裝時調整的部位多。③軸向尺寸較大。12/10/20221015.1.2.3搖板式壓縮機㈢搖板式壓縮機的優勢與不足15.1.2.4汽車空調變容量壓縮機為什么要變容量，達到什么樣的目的？傳統控制不讓蒸發器表面結霜的辦法。變容量搖板式壓縮機，排量可無級調節。12/10/20221025.1.2.4汽車空調變容量壓縮機為什么要變容量，達到什5.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈠汽車空調壓縮機要變容量的目的汽車空調壓縮機由車用發動機直接帶動。汽車低速運行時,熱負荷最大而制冷量卻最小,希望轉速低時，排量變大,提高制冷量。汽車高速行駛時,排量隨轉速的增加而增加,功耗也隨之增加。這一方面影響汽車的駕駛性能，另一方面，使壓縮機制冷量過剩，造成蒸發壓力降低，蒸發器結霜，制冷系數降低。希望高速時能控制多余的制冷能力，減少耗功率，也避免蒸發器表面結冰。變容量壓縮機是目前汽車空調壓縮機最重要的研究方向之一。12/10/20221035.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈠汽車空調壓縮機要變5.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈡傳統方式控制免結冰方法1.利用離合器的周期離合，讓壓縮機間斷運行，即溫度高時制冷，溫度達到調定溫度時停機。只是在高轉速、溫度達到要求時實現零排量，不制冷不會結冰，但在低速時卻無法加大排量，增加制冷量。冷風出口溫度波動大，空調舒適性欠佳；其次，周期離合引起發動機斷續變負荷，產生違背司機意愿的加減速，影響汽車的駕駛性能；另外，壓縮機轉速只受汽車發動機轉速的影響，而與空調負荷無法相呼應,高速時排量大空調能力過剩，效率低，功耗大;而低速時排量小，冷量不足。汽車空調中，離合器的頻繁離合又會產生噪音和震動，制冷系統壓力劇烈變化，影響系統的可靠性和耐久性。12/10/20221045.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈡傳統方式控制免結冰5.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈡傳統方式控制免結冰方法2.工作氣缸數控制(斜盤式壓縮機適用)——有級調節制冷量。在吸氣腔和排氣腔之間設計一個可滑動的擋板，排氣腔出口處還裝有一個逆止閥。當氣缸正常工作時，滑動擋板左移，將吸排氣腔隔開。當氣缸卸載時，擋板向右移動，使吸排氣腔相通，而逆止閥關閉，此時排氣閥被頂開，由于吸氣管與氣缸保持常通，使該缸無排量，即無制冷量。當斜盤壓縮機一側的排氣閥頂開時，壓縮機在50％排量下工作。與定容量相比，兩級變容量可節能30％。此外，壓縮機停機時，各閥門仍處于容量為50％的位置，再次啟動時，啟動轉矩小易于啟動。12/10/20221055.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈡傳統方式控制免結冰5.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級變容量控制

圖為V-5型變容量搖板壓縮機的剖面圖,實現可變排量的原理是V-5型機的搖板和傳動板能與主軸傾斜成某一范圍內的任意角度，從而改變了壓縮機的排量：搖板傾角大，活塞行程長，排量大；反之，搖板傾角小，活塞行程短，排量少，制冷量少，耗能也少。12/10/20221065.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級5.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級變容量控制1.搖板式壓縮機變容量工作過程排量的改變是依靠搖板箱壓力的改變來實現的，搖板箱壓力降低，作用在活塞上的反作用力就使搖板傾斜增大一定角度，這就增加活塞行程（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，減小了傾角，即減小了活塞行程（也就減小了壓縮機排量）。

12/10/20221075.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級5.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級變容量控制1.搖板式壓縮機變容量工作過程排發動機轉速降低時，壓縮機轉速低制冷量小，使蒸發器出來的蒸氣壓力較高，當吸氣側壓力超過了0.35MPa，說明需要增加制冷量，這樣高的吸氣壓力使波紋管收縮，針閥下落，彈簧及高壓側壓力把鋼球推向球座，將球座下連接高壓側氣體與搖板箱氣體的通道A封死。這樣就阻止了高壓側氣體進入搖板箱。與此同時，從低壓側到搖板箱的通道B打開，部分搖板箱氣體通向吸氣側，從而降低了搖板箱壓力，使活塞在壓縮行程時，兩端壓差變大，作用在活塞頂一側的氣缸上的反作用力使搖板傾角增大，活塞行程變長，增加排量。反之，發動機高轉速時壓縮機轉速也高，制冷量大，使從蒸發器出來的蒸氣壓力降低，當吸氣壓力降到0.30MPa時，波紋管膨脹，克服高側壓力及鋼球彈簧力，把鋼球向上推，使之離開球座。這樣，高壓氣體就能通過控制閥組進入搖板箱。結果是搖板箱壓力增加，作用在活塞背面的壓力增加，使搖板的傾斜角減小，活塞行程變短，從而減小排量，耗能減少。12/10/20221085.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級5.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級變容量控制1.搖板式壓縮機變容量工作過程變容量搖板式壓縮機工作時，可使P0＝200～250KPa，t0＝-1～3℃，不會結霜。12/10/20221095.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級5.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級變容量控制2.變容量搖板式壓縮機工作特性曲線圖圖為變容量搖板式壓縮機制冷量、消耗功率和制冷系數隨轉速的變化關系。轉速增高時，可保持制冷量和輸入功率大體不變，不過制冷系數卻因流動損失、摩擦損失和相對余隙容積的增加有所下降。

12/10/20221105.1.2.4汽車空調變容量壓縮機㈢搖板式壓縮機的無級5.1.2.5渦旋式壓縮機變容量工作過程的控制渦旋式壓縮機軸側圖（如圖所示）12/10/20221115.1.2.5渦旋式壓縮機變容量工作過程的控制渦旋式壓縮5.1.2.5渦旋式壓縮機變容量工作過程的控制變容量渦旋式壓縮機結構（如圖所示）主要控制構造有：活塞控制閥，此閥由活塞、彈簧、波紋管和先導球閥所組成。活塞上有一個小孔，小孔由裝在活塞內的波紋管上的先導球閥來控制，彈簧支承著活塞；節流孔將排氣壓力引進活塞的右腔，這時活塞受到的力是三個：排氣壓力Po、吸氣壓力Ps和彈簧力PH，波紋管內抽真空，通氣孔將吸氣腔和波紋管外腔相連，即波紋管的狀態受吸氣壓力Ps的控制，活塞可以在控制閥內左右移動，控制旁通孔的大小，從而控制渦旋壓縮機初壓腔流回吸氣腔氣體流量的大小。控制閥的工作原理是這樣的(圖示)：吸氣壓力Ps太低時，波紋管2伸長，打開先導球閥3，排氣壓力通先導球閥和通氣孔來到活塞室內部；這時活塞兩端蒸氣壓相等，則彈簧力13將活塞推向右移，打開并擴大旁通孔4，使初壓腔里的蒸氣流回一部分到吸氣腔，排氣量減少。反之，若吸氣壓力太高時，波紋管受壓收縮，關閉先導球閥，則活塞右側的排氣壓力大于彈簧力和吸氣壓力，活塞向左移動，減少和關閉旁通孔，使排氣量增加，直至全負荷工作。

12/10/20221125.1.2.5渦旋式壓縮機變容量工作過程的控制變容量渦旋5.1.2.5渦旋式壓縮機變容量工作過程的控制變容量渦旋式壓縮機工作過程當壓縮機開始工作時，吸氣腔壓力很高，波紋管被壓收縮，先導閥關閉，排氣壓力迅速推動活塞左移，關閉旁通孔，壓縮機處于滿負荷工作，輸出制冷量最大。若發動機高速轉動，吸氣壓力PS下降，則波紋管伸長，打開先導球閥，排氣壓力進入活塞另一端，彈簧力將活塞右移，打開旁通孔，壓縮機輸出制冷量減少。達到節能與汽車工況相匹配，提高空調舒適性。若發動機轉速下降，則上述動作相反，關閉旁通孔，讓壓縮機全負載工作。當變容量渦旋壓縮機達到一定的轉速時，吸氣壓力則達到設計的變容量調節范圍，這時壓縮機雖然轉速繼續升高，但其排氣壓力、吸氣壓力、制冷量都保持在一個恒定值(變化不大)，這點對汽車空調是特別有利的。12/10/20221135.1.2.5渦旋式壓縮機變容量工作過程的控制變容量渦旋5.1.2.5渦旋式壓縮機變容量工作過程的控制渦旋式壓縮機的特點密封性好，充氣效率高，一般可達90％以上，低速時也可達80％，而一般往復式壓縮機的容積率只有(55～77)％。

體積小，重量輕，可實現高速旋轉。動作平穩，噪音低。排氣溫度低，對冷凍機油損害小

。結構簡單，零件數少。技術關鍵密封問題，包括端面密封(軸向密封)和切向密封。設計參數的選定及動力平衡問題。加工工藝問題，兩個渦旋片比較難加工。12/10/20221145.1.2.5渦旋式壓縮機變容量工作過程的控制渦旋式壓縮5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機的發展總趨勢——旋轉式壓縮機代替往復活塞式壓縮機;變容量壓縮機代替固定容量壓縮機。往復活塞式壓縮機共同的特點是活塞往復運動，因此，運動慣性大，轉速不能高，單位時間和單位體積制冷量小，震動大，充氣效率較低，特別是對轉速的限制，使它們可能被旋轉式所代替的。12/10/20221155.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機的發展總趨勢——旋轉式壓縮機代替往復活塞式壓縮機;變容量壓縮機代替固定容量壓縮機。旋葉式壓縮機的結構是很理想的，但是其密封的旋葉片是滑移式的，故磨損嚴重,壽命短,維修量大。轉子旋到月牙形容積最大的地方，葉片由于磨擦力以及伸長量大，易引起葉片震動，產生泄漏、震紋以及折斷。所以其速度、排氣壓力受到限制，制冷量比較低。這種壓縮機的發展還有待改進。12/10/20221165.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機5.1.2.6汽車空調壓縮機的發展趨勢㈠汽車空調壓縮機的發展總趨勢——旋轉式壓縮機代替往復活塞式壓縮機;變容量壓縮機代替固定容量壓縮機。滾動活塞式壓縮機最大的缺點是：充氣效率、制冷系數都隨著轉速的增加而減小。因此，這種壓縮