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D 模块2 汽车空调冷气系统.pdf

D 模块2 汽车空调冷气系统.pdf

上传者: austen 2013-12-25 评分1 评论0 下载7 收藏0 阅读量647 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《D 模块2 汽车空调冷气系统pdf》,可适用于高等教育领域,主题内容包含汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   模块  汽车空调制冷系统 学习目标 .知识目标()了解汽车空调制冷系统的组成掌握汽车空调制冷符等。

汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   模块  汽车空调制冷系统 学习目标 .知识目标()了解汽车空调制冷系统的组成掌握汽车空调制冷系统的工作原理。()了解制冷压缩机的种类掌握其结构和工作原理。()了解冷凝器与蒸发器的种类、结构与作用。()了解膨胀阀、吸气节流阀和储液干燥器的结构与工作原理。()了解汽车空调系统其他制冷部件结构与工作原理。.技能目标()掌握制冷压缩机拆装和调整技能()掌握冷凝器、蒸发器和储液干燥器拆装技能()掌握膨胀阀、吸气节流阀拆装和调整技能。.情感目标养成“爱岗敬业、文明安全、高效低耗、优质求精、客户第一”的职业道德与职业情感。. 制冷压缩机压缩机(compressor)是汽车自动空调系统的主要部件之一是空调制冷系统的心脏它是制冷系统中低压和高压、低温和高温的转换装置。压缩机的功用是:一方面使压缩机进口处成低压状态使蒸发器携带潜热(包括吸收了车室内热量)的制冷剂流出蒸发器这种低压状态可使制冷剂进入蒸发器另一方面使低压气态制冷剂压缩成高压气态制冷剂。压缩机的这两个功能只要有一个失效就会导致空调系统内的制冷剂无法循环空调系统将工作不良或无法制冷。空调系统的压缩机工作时吸气阀吸入制冷剂压缩后从排气阀排出。压缩机的形式有曲轴连杆式压缩机、翘板活塞压缩机、回转斜盘活塞压缩机、旋转叶片压缩机等。 ..曲轴连杆式压缩机曲轴连杆式压缩机是最早的第一代制冷压缩机目前已在小排量压缩机中消失只存在于大客车空调装置中而且还有被大排量十缸斜盘式压缩机(排量超过 cmr)取代的趋势。曲轴连杆式压缩机按气缸数不同可分为二缸机、三缸机、四缸机按气缸排列形式可分为直列式、V形等。曲轴连杆式压缩机主要由曲柄连杆机构、阀门组件、润滑装置和密封装置等组成如图 。其原理和活塞发动机一样当曲轴旋转时活塞上下往复运动使气缸容积不断变化。当活塞向下运动时从制冷系统中的蒸发器吸进制冷剂蒸气活塞向上运动时压缩制冷剂蒸气至冷凝器。但压缩机是一种泵这一点和发动机不同。其工作原理如图。直列双缸曲轴连杆式压缩机的结构较为简单其结构如图  和图 。图曲柄连杆式压缩机汽缸盖阀门板活塞曲轴机油盘检修阀捧气阀油封汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   图曲轴连杆式压缩机工作原理图直列双缸曲轴连杆式压缩机构造排气阀缸体曲轴止推板曲轴止推钢球座曲轴内轴套曲轴止推钢球基板轴承油塞基板垫轴承油塞密封底座密封弹簧密封波纹管曲轴密封垫密封盖密封钢球环曲轴外轴套曲轴箱盖曲轴箱盖垫散热翅片活塞销止推塞阀板油塞垫油塞进气口气缸盖进气阀捧气口气缸盖垫阀板垫活塞连杆进气室折流板连杆盖甩油杆曲轴箱孔口止推板垫活塞销密封环直列双缸曲轴连杆式压缩机在汽车上常用的有 A、A、A 三种型号每转排量分别为 m、ml、 ml制冷量和所消耗功率如表 。表直列双缸曲轴连杆式压缩机制冷量和消耗功率表项目内容型号主轴转速(rmin)A制冷量(Btuh)消耗功率(kW)汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   续表项目内容A制冷量(Btuh)消耗功率(kW)A制冷量(Btuh)消耗功率(kW)图曲轴连杆式压缩机剖视图 .翘板活塞压缩机翘板活塞压缩机又称摇摆斜盘式压缩机或单向斜盘式压缩机其最大的优点是工作平稳、结构紧凑、体积小。其工作原理如图 。翘板活塞压缩机的各气缸以压缩机轴线为中心布置气缸和输入轴的轴线方向相互平行活塞和翘板用连杆和球形万向节相连以协调活塞与翘板的运动。翘板齿轮中心用一钢球定位并用一对齿轮限制翘板只能左右摆动而不能转动。由于斜盘与翘板的接触面为斜面所以当压缩机工作时主轴带动斜盘一起转动翘板则以定位支承钢球为中心做摇摆运动并通过连杆带动活塞在气缸内做往复直线运动。与曲轴连杆式压缩机类似摇摆斜盘式压缩机的气缸上也装有进、排气阀随活塞在气缸内的往复运动依次进行吸气和排气。以 SD 型翘板活塞式压缩机(日本三电公司生产)为例其结构如图 。其主要特点是斜盘与前缸盖、斜盘与翘板之图翘板式压缩机工作示意图压缩机主轴斜盘(端面凸轮)活塞连杆支承钢球防转齿轮副翘板汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   间均装有滚柱轴承减小了摩擦阻力减轻了零件磨损大部分零件采用铝合金材料并采用空心结构的斜盘其质量更轻。图SD型摇摆斜盘式压缩机后盖阀门板排气阀排气腔弹簧后盖缸垫主轴轴封总成滑动轴承端面滚柱轴承前缸盖斜盘防转齿轮缸体定位钢球翘板滚柱轴承翘板防转齿轮连杆活塞阀门板垫吸气腔如图  是日本三电公司生产的 SD 型翘板压缩机解体图。该压缩机输入轴每转一转有  次压力脉冲。该压缩机的易损零件目录如表 技术规格如表 。除了用齿轮防止翘板转动外还可以用导向销达到上述目的。图轴向五缸压缩机解体图压缩机带轮离合器缸盖阀板缸盖垫注油塞密封圈键轴封垫圈轴封座卡圈毡垫圈前板垫片卡圈汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   表SD摇摆斜盘式压缩机易损零件表序号压缩机零件名称三电编号序号压缩机零件名称三电编号离合器前板和转子磁场线圈磁场线圈轴承轴承防尘盖(轴承)轴封轴封垫片、阀板和缸盖密封垫、阀板、缸盖阀板W垫片阀板W垫片缸盖W垫SAE喇叭口缸盖W垫SAE喇叭口维修接口维修接口维修接口、注油口密封圈维修接口、注油口密封圈离合器组件离合器组件离合器前板、转子表SD型摇摆斜盘式压缩机技术规格(三电)部件型号项目压缩机缸孔直径(mm)行程(mm)每转排量(mL)质量(含油)(kg)机油(太阳牌)(mL)(GS)(GS)(GS)(GS)缸数连续允用最(rmin)最高瞬时转(rmin)旋转方向顺、逆时针面对离合器顺时针顺、逆时针顺、逆时针安装角度(º)内任意上中心点左上中心点左右各上中心点左右各离合器直径(mm)磁场线圈电压VV带轮槽数轴承双排滚子双排滚子功率(W)配重(Scm)重量(kg)总长(mm)总宽(mm)总高(mm)总重(含机油)(kg) .回转斜盘式压缩机回转斜盘式压缩机又称斜盘活塞式压缩机或双向斜盘式压缩机。回转斜盘式压缩机采用往复式双头活汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   塞依靠斜盘的旋转运动使双头活塞获得轴向的往复运动。所以回转斜盘式压缩机的缸数都是双数各气缸沿圆周按轴向前、后成对地均匀布置各气缸均装有进、排气阀各气缸的进气腔和排气腔分别通过管路连通。如图  是其工作过程示意图。双头活塞中间开槽与斜盘装合因此可由斜盘驱动其在前、后两个气缸内往复运动压缩机主轴和斜盘旋转一周时双头活塞分别在前、后两个气缸内往复运动一次活塞向前移动时前气缸中进行压缩行程后气缸中则进行吸气行程反向时前、后两个气缸的作用互相对调。在斜盘同一圆周上均布 个(或  个)双头活塞常见的有六缸(红旗牌轿车和上海牌轿车)和十缸(奥迪  轿车)。回转斜盘式压缩机的结构如图 和图 它主要由气缸、前缸盖、后缸盖、前阀门板、后阀门板、主轴、斜盘和活塞等组成。斜盘固定在主轴上随主轴一起转动。斜盘卡在活塞的中部通过滚珠和滑靴与活塞相连滑靴能在斜盘上滑动当斜盘随主轴转动时通过滑靴和滚珠向活塞传递轴向力使活塞在气缸内做往复直线运动。前、后阀门板分别装在前、后缸盖与缸体之间通过阀门板上的进、排气阀控制各缸的进、排气通道。安装在压缩机后端的机油泵用来控制压缩机工作。图回转斜盘式压缩机工作示意图图回转斜盘式压缩机回转斜盘式压缩机与摇摆斜盘式压缩机都属轴向往复活塞式压缩机即活塞的往复运动都是沿压缩机的主轴方向进行的。回转式压缩与翘板活塞(摇摆式)压缩的主要不同与区别如图 。主轴压板带轮轴承轴封密封圈前阀门板回油孔斜盘斜盘吸油管后阀门板轴承机油泵双向活塞后缸盖后气缸滚珠滑靴滚珠座前气缸前缸盖带轮电磁离合器汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   (a)回转斜盘式(b)摇摆斜盘式图十缸回转斜盘式压缩机透视图图回转式与摇摆式的结构比较回转斜盘式压缩机的工作过程如图 。当处于如图 (a)位置时活塞向前移动后气缸 A 内压力降低低压腔内的制冷剂从吸气口被吸入到 A 腔如图 。当斜盘转至如图 (b)位置时活塞向后移动后气缸 A 内压力升高A 腔气体被压缩如图 。当斜盘进一步转至如图 (c)位置时被压缩成高温高压的气体从排气口排出完成一个压缩循环。(a)(b)(c)图回转斜盘式压缩机工作过程图制冷剂气体的吸入图制冷剂气体的压缩如图 为回转斜盘式压缩机的分解图。国外生产的回转斜盘压缩机主要有美国通用公司生产的 A 和 DA 型日本电装斜盘压缩机公司为克莱斯勒公司生产的 C 型和为福特生产的 F型。后两家公司本身也生产这类压缩机结构大同小异。国内有湖南华达机械总厂生产的六缸斜盘 DKS 系列压缩机产品广州豪华汽车空调工业公司生产的汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   五缸摇盘 SD 压缩机产品无锡市双鸟动力机械有限公司生产的五缸、七缸摇盘式压缩机和十缸斜盘式压缩机等。A 型压缩机、DA型压缩机的结构如图  和图  的解体图。图回转斜盘式压缩机的分解图图A型斜盘压缩机分解图前板和轮毂组件轴承带轮离合器线圈壳体套密封座卡环密封件密封圈前缸盖前排气阀板前吸气阀板套轴承前缸体止推轴承吸气口盖掉气管主轴和斜盘活塞组件后缸体轴承后吸气阀板后排气阀板过热开关或低压开关机油管油泵转子吸气滤网后缸盖压力安全阀汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   图DA型斜盘压缩机分解图前板和轮毂带轮轴承带轮离合器线圈螺栓(件)轴封前缸盖缸盖垫阀板吸气簧片阀前缸体主轴和斜盘活塞(对)止推轴承主轴承钢球护座(件)活塞钢球(件)密封圈后缸体吸气簧片阀阀板缸盖垫后缸盖系统控制开关高压安全阀 DA 型和 A 型大体相同不同的是前者比后者要轻 kg、短 mm输出也少一些不用油池。原注冷冻机油 ml开车后一半机油留在压缩机内。作为第二代的轴向型压缩机(摇盘式和斜盘式压缩机)一直是汽车空调压缩机的主导产品约占所有压缩机产品的 。随着技术的不断进步轴向型压缩机不但可以做到小型轻量化而且最高转速可达 rmin以上。特别是轴向型压缩机率先实现了无级可变排量控制受到汽车制造商的欢迎。现在新生产的乘用车已全部采用斜盘变排量无级控制的压缩机。我国斜盘式变排量压缩机产品规格如表 。表我国主要斜盘式变排量压缩机产品规格制冷剂RRaRaRaRa型号SDVSDVSEVVSBl缸数排量(cm)~~~~~缸径(mm)φφφφφ最大瞬时转速(rmin)最大连续转速(rmin)冷冻机油SUNISGSSPSPIOCCPAGCCNDCC重量(kg)(连离合器)外形尺寸(mm)φX(长)φ~高压泄压阀设定值(kPa)~汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   .旋转叶片压缩机旋转叶片压缩机又称刮片式或滑片式压缩机。由于其体积和质量可以做得最小易于在狭小的发动机室内进行布置加之噪声、振动小容积效率高等优点也特别受到汽车制造商的青睐产量有连年上升的趋势。人们将它看做是第三代压缩机。旋转叶片压缩机的气缸有两种形式一种是圆形的(如图 )一种是椭圆形的(如图 )。在圆形气缸的旋转叶片压缩机中气缸内的转子与气缸是偏心安装的有  片刮片(或称叶片)安装在转子相应的刮片槽中。当转子转动时由于离心力使刮片沿刮片槽滑出并压紧到气缸壁上从而将气缸分成几个工作腔。由于转子与气缸是偏心安装的所以随转子的转动各工作腔的工作容积会不断变化当工作腔容积不断增大时通过进气口将制冷剂吸入:当工作腔容积不断减小时压缩吸入的制冷剂气体当压力达到一定值时高压制冷剂气体推开排气阀排出工作腔进而送往冷凝器如图 。如图  是椭圆形气缸的旋转叶片压缩机。此种压缩机与上述圆形刮片式压缩机相比其结构和工作原理基本相同只是转子与椭圆形气缸同心安装。此外圆形刮片式压缩机的主轴转一圈每个工作腔只吸入和排出一次制冷剂即完成一个工作循环所以有时称之为单作用刮片式压缩机而椭圆形刮片式压缩机的主轴每转一圈每个工作腔都完成两个工作循环所以又称之为双作用刮片式压缩机。旋转叶片压缩机的结构如图 主要由缸体、转子、主轴、排气阀、带离合器的前缸盖、轴封总成、轴承等组成。前缸盖和后盖板上有两个主轴支承轴承。压缩机后端盖内设有一个较大的空间用来分离油气分离后的制冷剂气体经排气阀排出分离出的润滑油流入油池。油池内的润滑油在压差的作用下通过油管输送到刮片槽、油封、轴承和气缸等部分对各部分润滑后的润滑油随被压缩后的制冷剂气体再返回到油气分离器。图圆形气缸的旋转椭圆形气缸的旋转图旋转叶片式压缩机叶片压缩机原理图叶片压缩机原理图前板带轮前缸盖轴承排气阀转子气缸进气口气缸刮片缸体后盖板油管排气阀制冷剂刮片排气阀转子进气口后端盖转子主轴带轮轴承轴封旋转叶片式压缩机的生产主要以日本松下株式会社和日本精工精机株式会社为主松下公司生产的是三叶片旋转叶片式压缩机精工公司生产的是五叶片旋转叶片式压缩机。我国重庆建设集团于  年引进了日本精工精机公司旋转叶片式JS 和JS 压缩机产品。 .三角转子压缩机三角转子压缩机也称为汪克尔式压缩机如图  。因三角转子压缩机结构简单零件少因而在  世纪  年代末到世纪年代中被不少厂家相继开发但加工精度要求高现在很少采用。目前的数控加工设备与技术也许能使它再次兴起。图三角转子压缩机汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   .涡旋压缩机如图  为涡旋式压缩机。代表着压缩机最高技术水平的第四代压缩机涡旋式压缩机由于突破了制造技术上的难点正在突飞猛进地发展着。涡旋式压缩机最高转速可达 ffmin以上容积效率比活塞式压缩机可高 且噪声小运转平稳。上海奉天空调压缩机有限公司在合肥工业大学的技术支持下自行研制开发了涡旋式 AP 系列压缩机预计年产量可达  万台南京奥特佳冷机有限公司在美国普渡大学技术支持下于  年研制开发了 WXH 系列涡旋式压缩机其排量可从 cm  r 到 cm  r适用于微型车到大客车空调装置年计划产量为  万台。由于涡旋式压缩机是公认的最先进的第四代汽车空调压缩机产品国内许多企业都成功研制出该产品如南京埃迪压缩机有限公司、广州万宝压缩机有限公司等。涡旋压缩机是一种新型的容积式压缩机。涡旋压缩机的工作原理早在 年就由法国的 L Greux 提出。但由于缺乏精确的加工手段来加工涡旋盘缺乏合适的机构来支撑沿轨道运行的动涡旋盘并且此种机构的轴向气体推力很大气体泄漏问题不易解决以及涡旋盘之间的磨损问题也较难解决因此长期以来该种结构一直未投入实际使用。直到 年美国 ADL公司进行第一次可行性研究到  年才开始用于商业及汽车空调压缩机。在  世纪  年代末日本三电公司引进了 ADL公司的涡旋压缩技术于  年决定生产 TR 型系列的涡旋式制冷压缩机。 年又研制了一种容量可变的涡旋压缩机。(a)外形(b)内部结构图涡旋式压缩机 ()工作原理。涡旋压缩机是一种靠定涡旋盘与动涡旋盘的相对运动使密闭空间中的容积发生变化从而排出高压气体的机构。图  为涡旋压缩机的工作原理。a)吸气结束b)压缩行程c)排气开始之前图涡旋压缩机工作原理定涡旋盘动涡旋盘定涡旋盘中心排气口动涡旋盘中心a回旋半径I~V吸气容积Ⅳ最小压缩容积Ⅵ开始压缩容积(最大容积)汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   一对参数相同的型线构成的涡旋盘它们相互错开成对啮合(几个点上相互接触)。当主轴旋转时动涡旋盘 以一定的回旋半径的圆作回旋运动(动涡旋盘  并不围绕其涡旋中心旋转)一对涡旋盘的接触点向中心移动月牙形容积也向中心移动容积不断缩小制冷剂气体压力不断升高。在吸气结束时一对涡旋盘共形成两对月牙形容积其中最大的一对月牙形容积Ⅵ即将开始压缩如图 a。动涡旋盘 以一定的旋转半径绕定涡旋盘 继续回转运动原最大的月牙形容积被压缩到图 b 的大小。在压缩的同时动涡旋盘  与定涡旋盘 的外周又形成吸气容积 I和 V。主轴驱动动涡旋盘  继续回旋运动被压缩的容积缩小到如图c的最小压缩容积Ⅳ(此容积根据内容积比值确定)这一对月牙形容积中的制冷剂气体即将与设在涡旋中心的排气口 相通。而外部又形成一对吸气容积Ⅱ和Ⅲ又回旋再压缩如此周而复始地完成吸气、压缩、排气工作过程。一股制冷剂气体在涡旋压缩机中从吸气、压缩到排气的工作过程并不是动涡旋盘  在回旋  个内所能完成的需要多少个才能完成与涡旋的圈数有关。例如一台三整圈的涡旋压缩机需回转 个才能完成一个循环。由此可知由于涡旋压缩机有多个工作容积同时工作在动涡旋盘回转一个 内其吸气、压缩、排气过程是连续进行的。 ()典型结构。图 是汽车空调用涡旋压缩机的总体剖视图主要零件有动涡旋盘、定涡旋盘、回旋机构、防旋转机构、前盖部件和机体。该压缩机的动、静涡旋盘由铝合金压铸而成涡旋盘顶端设有密封条。动涡旋盘壁进行发蓝处理保持其对未处理的定涡旋盘的耐磨性。在定涡旋盘底平面装有防磨板以防止动涡旋盘顶端的密封件使其磨损。定涡旋盘背面设有排气口和排气阀片。排气阀片既可以防止高压气体倒流而导致效率的下降又可以防止电磁离合器脱开时的主轴倒转。主轴由球轴承支承动涡旋盘通过带偏心套的回旋曲柄机构实现回转运动。图涡旋压缩机结构图 .变排量压缩机 ()变排量压缩机的基本工作原理。当把回转斜盘式压缩机的斜盘与压缩机主轴的角度变成可调时回转斜盘式压缩机就变成了变排量压缩机。当斜盘向与压缩机主轴垂直的方向变化时活塞的行程变短排量减小反之则排量增大。变排量压缩机首先由美国德尔福(Delphi)公司的热能系统开发、制造并投入市场。变排量压缩机在运行过程中是根据制冷负荷(压缩机转速、吸排气压力等)信号的变化而自行调节压缩机内活塞的工作行程从而球轴承前盖轴封主轴带密封条的球轴承偏心块动涡旋盘密封条定涡旋盘螺栓排气阀组件O形密封圈气缸体运动环形限位器钢球固定环形限位器平衡块汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   改变其输出的排量且排量变化连续平稳减小了排气压力的波动及噪声并且在高速时能降低能耗。汽车上使用变排量压缩机可达到节能、降噪和实现车厢环境最优化控制的目的。变排量压缩机能够实现自行调节最关键的控制部件是位于压缩机尾端的控制阀或阀组它通过感受压缩机进、出口端的压力来控制作用在摇板上活塞后部的压力从而实现控制摇板角度和活塞行程达到控制改变压缩机的输出排量即达到与整个空调控制系统需要的热负荷所匹配的压缩机排量的目的。这种控制是一种动态平衡控制。当空调系统被起动后只要制冷剂的压力处于工作范围之内空调压缩机就在控制阀的控制下不断地调整排量使之与压缩机吸入制冷剂热负载平衡这类似于现代发动机的闭环控制系统中根据氧传感器电压值判断混合气的浓度来反馈控制燃油注入量的情况。因为连续可变的排量输出特性使得整个压缩机的工作过程顺畅圆滑不存在周期性变化的工作循环。乘坐在装备该系统的车辆上原先循环离合器式压缩机工作循环所产生的发动机转速波动变化没有了乘客根本感觉不到空调系统正在介入工作。发动机也不会因为电磁离合器的周期性离合接触而不断地调整发动机转速这一点大大地提高了制冷系统的除湿能力对发动机的燃油经济性的提高和乘坐舒适性等都十分有利。当空调的制冷量需求增加时由于车厢内的温度较高蒸发器上的热负载很大造成经过膨胀阀或节流管(阀)后被降压的雾状制冷剂在蒸发器内迅速吸收了蒸发器表面的热量有限的制冷剂全部被汽化。由于加在蒸发器上较大的热负载和制冷剂所吸收的热量不平衡热负载所吸收的热量大于制冷剂所吸收的热能造成汽化后的制冷剂被蒸发器铝片传导加热。当制冷剂的温度上升后其压力也会随之上升使得压缩机吸入端的吸入压力高于由可变排量控制阀所控制的平衡控制点的压力。压力的不平衡促使控制阀内阀芯产生移动使压缩机曲轴箱内的气流进入吸气端这样曲轴箱内的供给压力和吸气端的压力差被消除斜盘的倾斜角度增大。在压缩机主轴做旋转运动时大角度的斜盘带动活塞做加大行程的往复运动。此时的压缩机输出制冷剂排量增加。当空调的制冷量需求减小时在蒸发器上的热负载较小雾状制冷剂的一部分吸收了热量汽化后还有大部分富余热负载同蒸发器内制冷剂所能够吸收的热量不平衡。从蒸发器流出到达压缩机吸入端的吸气压力由于制冷剂还处在较低温度的缘故而低于排量控制阀所控制的平衡控制点压力。这种不平衡促使控制阀芯产生反向位移控制阀会向曲轴箱内导入压缩机出口端(较高压力的气体)移动用以消除以上情况所造成的负压曲轴箱内供给压力和吸气端压力产生压力差造成斜盘的倾斜角度变小。尽管被发动机皮带驱动的压缩机主轴仍旧高速旋转但变小的斜盘角度使得活塞实际往复工作的有效行程变小压缩机的制冷剂输出排量降低了。在实际构造上可变排量控制阀本身同可变斜盘之间并没有直接的机械联系真正造成斜盘角度的变化是由于加在所有活塞上制冷剂不同状态压力的动态平衡。当压缩机主轴高速旋转时所有活塞的工作状态是不一致的有的处于吸气行程有的处于排气行程或者压缩行程(类似发动机的配气机构和曲柄连杆机构的工作)。吸气行程的活塞运动造成了活塞顶部空间吸入压力较低反之压缩和排气行程的活塞运动造成了其顶部空间压力明显升高。所有活塞的连杆被均匀地铰接在斜盘周边上所有活塞顶部受到作用力的合力是促使斜盘改变其倾斜角度的真正动力。当加在蒸发器上的热负载发生变化的情况下可变排量控制阀芯的移动促使斜盘箱的供给压力和吸入压力之间发生一系列连续平衡。平衡的结果使得所有活塞所受到合力通过连杆组传送到与之铰接的斜盘上于是斜盘在合力的作用下就产生了角度倾斜变化这种变化反过来又促使了活塞的有效工作行程的变化造成了压缩机的排量变化。总之只要斜盘箱吸入压力和供给压力的压差略有变化就足以产生一个力推动斜盘的倾斜角度发生变化。 ()V变排量压缩机的结构原理。图是Harrison V 变排量压缩机。Harrison V 变排量压缩机是美国德尔福公司Harrison分部变排量压缩机的第一代产品因为其优异的性能至今还被许多乘用车所选用如通图HarrisonV变排量压缩机汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   用汽车公司的别克系列乘用车、庞蒂克乘用车等。所谓“V”中的“V”表示可变排量压缩机“”表示压缩机内采用  活塞的布置方式。V 变排量压缩机的结构如图 它与 SD 压缩机相似在压缩机内部也有  个轴向定位的活塞并被一个旋转斜盘所驱动。但是V 压缩机斜盘与轴向的夹角是可改变的如图 。图V变排量压缩机结构图在图 中主轴、活塞及连杆的安装与 SD 压缩机相同摇板上带有球窝连接座(与 SD 压缩机中的行星盘相似)通过一个带有导向销的传动柄组成的旋转接头把传动板安装在主轴上。当主轴旋转时也带动传动板转动。传动板与摇板中间由平衡针轴承隔开。若摇板和传动板与主轴倾斜成同一个角度传动轴则通过凸轮式支座与传动板相连这样主轴的旋转力就能迫使摇板摆动从而带动活塞轴向位移改变了活塞的行程达到改变输出排量的目的。摇板的防旋机构不是一对防旋齿轮而是安装在两个缸体之间的摇板导向销。摇板上有一个特殊的球形孔销此球形孔销可绕着导向销摆动限制摇板旋转。实现可变排量是因 V 机的摇板和传动板能与主轴倾斜成某一范围内的任意角从而改变了压缩机的排量。这是因为传动柄上的偏心槽允许传动板绕主轴做轴向的相对运动同时也就带着摇板改变了与主轴的夹角并稳定在某一角度。假如摇板转到使之不能工作的某一角度那么主轴和传动板的旋转力对摇板也就不起作用活塞也就不能移动了。因此压缩机设计主轴上有一个簧片其压力能使摇板及其活塞至少有微小的移动量保证压缩机在初始工作时官随转。所以当使制冷负荷为零时也有一定排量。V 压缩机的最小排量是 lml最大排量为 ml。斜盘的倾斜角度由位于压缩机尾部的可变排量控制阀控制。可变排量控制阀是一个简单的二位二通阀。控制阀内阀芯的两端主要受到压缩机吸入端压力、阀芯弹簧力和作用在阀芯顶部球阀上的压缩机排气压力共同作用。在控制端压力的动态平衡过程中阀芯的移动使得连接曲轴箱供给压力管路同曲轴箱吸气图变排量压缩机的平面图汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   压力管路及压缩机排气压力管路这三者中的两者被导通、部分节流或者关闭。阀芯上的弹簧是经过精确设计和调校的根据不同制冷系统的需要而确定出一个合适的控制平衡压力点。事实上更换不同的控制阀可以使得同一台压缩机的表现大相径庭这也使得可变排量压缩机的装车范围大大地被拓宽了。排量的改变是依靠摇板箱压力的改变来实现的。摇板箱压力降低作用在活塞上的作用力使摇板倾斜增长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的倾角减小即减小活塞行程也就减小了压缩机排量。调节摇板箱压力是靠位于压缩机后端的控制阀来实现的。控制阀有一个压力感应波纹管暴露在吸气侧压力下波纹管作用到针阀及钢球上钢球暴露在高压侧压力下。波纹管还控制着一个细小的通气孔此通气孔与吸气侧压力相通。当吸气侧压力低于设定值时波纹管收缩针阀下落弹簧及高压侧压力把钢球推向球座将球座下连接高压侧气体与摇板箱气体的通道 A封死阻止了高压侧气体通向摇板箱。与此同时从低压侧到摇板箱的通道 B 打开使部分摇板箱气体通向吸气侧降低了摇板箱压力作用在活塞一侧的力使摇板移向增加排量的位置如图。反之当吸气压力升高到超过控制点时波纹管膨胀( 靠弹簧力)把钢球向上推使之离开球座。这样高压气体就通过控制阀组进入摇板箱增大了活塞背面的压力使摇板的倾角减小从而减小排量如图 。(a)降低斜盘箱压力的阀位置(b)增大行程所需之力图斜盘倾角增大(活塞行程增大)图斜盘倾角减小(活塞行程减小)如图 为 V 变排量压缩机的分解图。汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   图V变排量压缩机分解图压缩机后盖O形控制阀后垫阀门盘簧片离合器线圈卡环驱动盘离合器皮带轮轴承离合器轴端螺母轴密封轴密封环压缩机壳体压缩机控制阀压力释放阀皮带轮长螺栓垫片密封圈活塞器后盖O形环垫片垫片轴承放油塞离合器和冲头板压缩机油压力释放阀O环 ()DCW 变排量压缩机的结构原理。 DCW型变排量压缩机由日本杰克塞尔公司开发其结构如图 。它与 V 机一样有  个活塞主轴上装有止推法兰通过连杆连接传动接套。主轴回转带动传动接套而传动接套的回转通过止推轴承传递给摇板。滑块通过轨道槽起防旋作用使摇板只能进行摇摆运动而不能旋转从而使主轴的回转运动转变成  个活塞的往复运动进行制冷剂气体的吸入和压缩。缸体上设有使排气侧的高压气体能进入摇摆室的小孔使这部分气体成为控制摇板倾斜角的来源。 DCW 压缩机的控制阀采用由两套波纹管和推杆组成的二级结构。第一级波纹管由低压压力作用使其伸缩第二级由高压压力作用使其伸缩。当高压压力低于某一数值时第二级波纹管会伸长通过推杆来压缩第一级波纹管。当高压和低压逐渐升高时第一级波纹管收缩使控制阀的阀门打开摇摆室中部分气体流出摇摆室内压力下降摇板倾角变大排量也变大。当高压和低压逐渐降低时第一级波纹管开始伸长阀门打开度变小对摇摆室流出气体进行限制摇摆室内压力开始变高摇板倾角变小排量也变小。当制冷负荷再变小而高压低于某一数值时第二级波纹管伸长使压缩机排量进一步减小。 ()七缸变排量压缩机的结构原理。日本三电公司从  年开发七缸斜盘变排量压缩机取名为 SDV其结构原理如图。SDV 压缩机主要采用不同的摇板防旋和摇板箱压力控制机构。它采用一个带槽的滑块  沿导轨(有一层多孔硬质镀层)强迫摇板 沿着轴向摆动。 SDV 压缩机主轴上固定一个传动臂凸轮盘上有一个腰形孔有销子与主轴传动臂连接改变销子在腰形孔上的位置即能调整凸轮盘角度。摇板在凸轮盘与平衡块之间受凸轮盘限制。凸轮盘中心有马鞍形孔主轴从中通过。改变销子在腰形孔上的位置就能限制斜盘最大和最小倾斜角即限制倾斜角的变化范围从而调整压缩机的排量使该机的使用范围得到扩大。摇板箱压力由波纹管压力控制阀(MFCV)控制它位于机体中央。MFCV 阀汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   的结构如图 。图DCE型变排量压缩机结构原理图图SDV型压缩机的结构图电磁离合器前盖传动臂销凸轮盘摇板缸体平衡块喷孔缸盖排气腔吸入腔MFCV(质量流动补偿控制阀)复位弹簧导轨滑块主轴汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   图MFCV结构图球形阀推杆波纹管 ()SBl 及 CVC 变排量压缩机的结构原理。SBl 压缩机是日本电装公司  年年底开发的机型美国通用公司于 年在 SBl 基础上开发了 CVC 系列压缩机。这两类压缩机结构基本相同只是导向销部分略有不同。SBl 压缩机的结构原理如图 。 SBl 压缩机是把传统的双向活塞切去一半使之成为单向活塞保留了双向斜盘式压缩机结构简单的优点用控制斜盘角度(即改变工作行程)的方法实现可变排量。该压缩机活塞非工作部分全部挖成空心使质量减轻、惯性减小其转速可提高到 rmin接近旋转式压缩机的性能指标。 SBl 压缩机采用双导向销支承斜盘移动使斜盘改变角度时导向销的移动摩擦力较小可实现较小的起动排量使这种压缩机的排量变化范围增大。图SBl压缩机结构原理图汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   压缩机缸盖中有一控制阀(如图 )Ps 为吸气压力Pd 为排气压力Pe 为斜箱压力Pa 为作用于控制阀膜片的弹簧压力。当热负荷降低(或转速低)时(见图  左侧部分)作用于膜片另一侧的吸气压力 Ps 降低Pa>Ps球阀打开排气压力通过球阀进入斜盘箱使斜盘箱压力 Pc 升高作用在活塞靠斜盘一侧的作用力户。大于作用在活塞气缸一侧的作用力 PsPc>Ps斜盘被推向减小倾斜角度方向移动(以导向销为转轴)使活塞行程减小压缩机排量变小。反之当热负荷升高(或转速高)时Ps 升高Ps>Pd使阀门关小(见图  右侧部分)斜盘箱压力通过控制阀中单向阀孔进入吸气腔Pc 下降Ps>Pc斜盘被推向增大倾斜角度方向移动使活塞行程增加其排量变大。图SBl压缩机可变排量控制原理图 ()电磁控制变排量压缩机。以上所述变排量压缩机都是由机械阀控制排量还有一种变排量压缩机是由电磁阀控制排量如。目前已有的是做排量和 排量的粗调如图 。图 (a) 为这种斜板变排量压缩机的剖面图。利用固定在主轴上的斜板把主轴旋转转变为  个活塞的往复运动压缩制冷剂。制冷剂的吸气吐出阀位于图的左右两旁利用  个活塞进行 个气缸的运动。当电磁阀线圈不通电时阀关闭低压侧打开高压旁通管路压缩机做 排量运转其状态如图 (b)。当电磁线圈通电时阀被吸引低压侧打开高压旁通管路被关闭此时压缩机做 排量状态运转如图 (c)。压缩机排量的变换是利用蒸发器温度传感器判断制冷室热负荷状态进行电磁线圈的控制。在“ECON”工况时通常进行容量运转如图。这种压缩机从  世纪  年代初开始采用但因其气流脉动及扭矩波动大现在已很少使用。现在的电控技术也许能给这种压缩机改头换面。图电磁控制式压缩机汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   (a)电磁控制变排量压缩机结构(b)排量运转时(c)捧量运转时图电磁控制变排量压缩机我国生产的变排量压缩机主要有:上海三电汽车空调有限公司生产的七缸摇盘无级可变排量压缩机 SDV 和六缸摇盘无级可变排量压缩机 SDV牡丹江汽车空调机厂生产的五缸摇盘 V 系列无级可变排量压缩机等产品规格如表 。 ()涡旋式变排量压缩机。涡旋变排量压缩机是在涡旋定排量压缩机的基础上利用控制阀感应吸气压力进行旁通的一种结构。它的吸气量并没有减少只是在压缩过程中采用旁通来减少排气量。涡旋式变排量压缩机的调节范围是 。变排量涡旋压缩机结构如图 。它的控制原理是在定涡旋盘上有一对旁通孔动涡旋盘回旋运动时压缩腔内的制冷剂大概压缩至 时流经旁通孔如控制阀开启旁通的制冷剂进入吸气侧。旁通孔正方安装有阀片当需要压缩机满负荷工作或控制阀关闭时阀片自动关闭。控制阀的开关主要由吸气压力控制排气压力是波纹管外滑块运动的动力源。当吸气压力高于设定值时控制阀波纹管收缩球阀关闭滑块上下压力差增大排气压力作用于滑块底面推动滑块堵住旁通孔制冷剂无旁通此时制冷量最大如图 a反之当吸气压力小于设定值则波纹管伸长控制阀的球阀打开旁通开始如图 b这时制冷能力减小。吸气压力越低球阀开度越大制冷剂旁通量越大制冷量越小如图 e。空调压缩机的发展情况汇总如表 。图可变排量压缩机变换控制汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   图变排量涡旋压缩机结构示意图a)最大制冷量时b)中间制冷量时c)最小制冷量时图变排量涡旋压缩机控制阀变化示意图表空调压缩机的发展情况汇总压缩机形式发展过程发展动向往复式径向活塞曲轴连杆式二缸三缸四缸早期汽车空调压缩机的主要形式。由于缺乏安装灵活性转速也受到限制世纪年代后期产量急剧下降。目前主要用于大型汽车空调在轿车上已淘汰轴向活塞旋转斜盘式六缸十缸(双向活塞)从世纪年代以来该机型一直是汽车空调压缩机的主要形式年代中期六缸机取消集油槽和油泵改为飞溅润滑年代初在重量和尺寸上有较大改动。年代中后期发展了十缸机代表厂家是日本电装公司。年代末开发出可变排量SSBl机。主要向质量轻、体积小、可变排量及多缸化方向发展旋转斜盘式五缸六缸七缸(单向活塞)世纪年代初日本三电公司对美国通用公司的五缸机进行了较大改进使之具有结构紧凑、体积小、重量轻及安装方便等优点发展成SD系列。年代中期又开发出SD系列七缸机。通用公司则将其五缸机发展成可变排量的V机。六缸、七缸斜盘无级可变排量压缩机仍是压缩机的主导产品径向活塞径向活塞式(辐射式)美国世纪年代中期开始应用但一直没有被大量采用。不便于布置及高速性能差可能是主要原因汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   续表压缩机形式发展过程发展动向旋转式刮片式椭圆缸(偏心转子) 圆形缸(同心转子) 贯穿刮片式 世纪  年代以来一直时起时落在发展数量比斜盘式少但比其他旋转式多。主要优点是体积小、效率高。有特色的是日本精工开发的变容量刮片机开发新结构变型机型滚动活塞式(单缸) 滚动活塞式(双缸) 世纪  年代初开始采用但因其气流脉动及扭矩波动大而较少使用。双缸机主要用于变排量(~一) 旋转式三角转子式因其结构简单零件少在世纪年代末到 数控加工技术 (汪克尔式) 世纪  年代中被不少厂家相继开发但加工精度要求高目前很少采用也许能使它再次复出涡旋式 世纪  年代初起小批量生产产量逐年提高结构、材料和工艺也逐步成熟。主要优点是运转平衡效率高。目前形势看好有发展前途螺杆式主要用于大型客车。其低速性能较差但由于径向尺寸较小也有用于中小型客车和乘用车的 . 蒸发器蒸发器是一种换热装置外形近似冷凝器但比冷凝器窄、小、厚其功用是为了在鼓风机的风力通过它时能输送更多的冷气。常用的蒸发器结构如图。蒸发器通常装在仪表板后的风箱内依靠鼓风机使车外空气或车内空气流经蒸发器以便冷却与除湿。大型乘用车配置两个蒸发器一个装在车前部另一个装在车后部。图常用蒸发器结构进口出口空气管子翅片散热器汽车空调构造与维修(理论技能)模块汽车空调制冷系统   管翅蒸发器中进口管路线分成 小路然后再和翅片中的  根粗管子依次接通便于控制膨胀中的制冷剂。粗管段在翅片中来回穿梭所以又叫盘管。板翅蒸发器中制冷剂通路中的各区段由  块板拼装而成。各区段之间加上翅片再推叠固定在一起和汽车水箱类似上下均形成空腔即顶腔和底腔。进口管和底腔相通。液态制冷剂经进口管进入底腔膨胀而上经各板式通路进入顶腔和顶腔相连的叫尾管用以承接蒸发器来的制冷剂蒸气。进入蒸发器的液态制冷剂都含有少量冷冻机油。制冷

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