汽车空调外控变排量压缩机

汽车空调外控变排量压缩机

2008-07-09 08:48:56 作者： 来源：互联网

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本文以五缸摇板式变排量压缩机本体为基础，采用电动式外控驱动技术方案，开发出外部控制阀与外控式变排量压缩机，并对其特性进行了实验研究和模拟分析。文中首先介绍了外部控制阀设计、外部控制阀数学模型建立和实验装置。然后提出外控式摇板式变排量压缩机数学模型的建立方法，并利用数学模型对其在变转速变行程情况下的活塞行程和制冷剂流量变化规律进行了模拟分析；模拟结果发现外控式变排量压缩机存在由于运动部件摩擦力引起的行程调节滞区。最后给出了压缩机活塞行程和制冷剂流量等

参数随外部控制阀开度、压缩机转速、排气压力和吸气压力动态变化的实验结果。

关键字：外部控制阀 [1篇] [23843篇] 变排量压缩机 [3篇] [23843篇] 汽车空调 [20篇] [23843篇] 研制 [2篇] [23843篇]

1 前言

变排量压缩机由于具有空调系统连续平稳调节、空调送风温度波动小和能耗低等优点[1,2]，已在国内外汽车空调系统中得到了越来越多的应用。但是目前广泛采用的内控式变排量压缩机存在节能效果不显著、系统振荡[3,4]和蒸发器结霜[5]等问题，为了解决这些问题，最近几年外控式变排量压缩机在国外问世[6]。

国外开发的变排量压缩机外控驱动方式均采用电磁式，且需要根据汽车空调配气系统、汽车运行、车室环境、外部环境等状况确定控制阀控制信号，系统控制复杂，成本高，且

多输入参数及多种传感器降低了系统可靠性。

为进一步改善外控式变排量压缩机技术，本文以五缸摇板式变排量压缩机本体为基础，研制开发外部控制阀及外控式变排量压缩机，并对其特性进行实验研究和模拟分析。

2 外部控制阀

2.1 外部控制阀设计

外部控制阀研制思路为保持五缸摇板式变排量压缩机主体结构，在原有内部控制阀基础上进行开发。保留原内部控制阀阀体流道、阀杆、球阀、锥阀及密封组件，将原有内部控

制阀的真空波纹管改用外部动力驱动装置，通过传动杆将外部驱动力传递给阀杆。

根据驱动方式不同，外部控制阀可选用电磁式和电动式两种方式。电磁式外部控制阀是通过控制电磁线圈上的电流大小，改变铁芯传动杆的推力及作用在传动杆上的弹簧力，从而改变控制阀的开度;电动式外部控制阀则是通过改变步进电机的脉冲数，使传动杆向上或向下运动，从而改变控制阀的开度。电动式外部控制阀的驱动元件是步进电机，它具有足够驱动力，可控制范围宽，且脉冲信号与开度之间的线性关系良好，反应速度快，可实现细微控制，工质回路呈密闭结构且与电气回路分离，安全可靠，因此本文采用电动式外部控制

阀方案(图1)。

对于外部控制阀的驱动装置，利用微电脑产生脉冲，将脉冲送入驱动电路中，分别给各相线圈施加驱动电压。利用研制的驱动电路，可根据汽车空调外部参数变化通过微电脑模

拟计算出需要脉冲数或手动调节脉冲数，驱动步进电机改变控制阀开度。

2.2 外部控制阀特性研究

图1电动式外部控制阀

2.2.1 数学模型

为了对研制的外部控制阀进行性能分析，建立了如下数学模型：

(1) 外部控制阀开度y与步进电机脉冲数N关系式:

y=0.0050784.N (1)

(2) 质量守恒方程:

(2)

式(2)中，Md和Mc分别为通过球阀和锥阀的质量流量，由下式计算：

(3)

(4)

式(3)和(4)中，αd和αc分别是通过球阀和锥阀的流量系数，其计算公式见文献[7]。

(3) 能量守恒方程:

(5)

公式(1)～(5)，加上工质状态方程，构成了外部控制阀的数学模型。

2.2.2 实验系统

为了研究外部控制阀特性及验证其数学模型，建立了外部控制阀实验装置(图2)。采用与实际压缩机吸气腔、摇板箱和排气腔相同容积的三个容器来模拟控制阀实际工况，排气压

力和吸气压力由各自

图2 外部控制阀实验装置流程图

单独的气源加上恒压阀分别进行调节。通过控制器改变步进电机脉冲数来控制外部控制阀开度。排气腔压力Pd、吸气腔压力Ps和摇板箱压力Pw分别采用电压输出型压力传感器测

量，其测压精度为±0.1%。

利用建立的数学模型和实验装置，对外部控制阀特性进行了模拟分析和实验研究，详细内容见文献[8]。

3 外控式变排量压缩机

将开发的外部控制阀及其驱动装置安装于五缸摇板式变排量压缩机本体中，就组成了外控式五缸摇板式变排量压缩机(图3)。

1.摇板

2.外部控制阀

3.活塞

4.活塞杆

5.滑动接头

6.腰形槽

7.轴驱动耳

8.导向杆 9.轴颈轴销 10.导球 11.导片 12.轴颈 13.复位弹簧

14.止推轴承 15.吸气腔 16.排气腔

图3外控式五缸摇板式变排量压缩机

3.2.1 模拟分析

建立外控式变排量压缩机数学模型，对开发的外控式变排量压缩机进行稳态特性分析。

(1) 数学模型

传统定活塞行程压缩机数学模型，由于其活塞行程不变，所以模型建立主要侧重于压缩过程的变化规律;对于定活塞行程变频压缩机模型仅需增加频率对压缩机性能的影响。而汽车空调用摇板式变排量压缩机，由于压缩机转速作为外扰量不可控而采用活塞行程调节来实现压缩机无级变容，所以摇板式变排量压缩机模型比传统定活塞行程压缩机模型复杂。

通过分析外控式摇板式变排量压缩机的控制机理，本文提出其数学模型由控制阀模型、运动部件动力学模型和压缩过程模型三部分有机组成，并给出其模型关系图(图4)。控制阀数学模型用于根据脉冲数N、排气压力Pd和吸气压力Ps确定摇板箱压力Pw;压缩机运动部件动力学模型根据排气压力、吸气压力、摇板箱压力和压缩机转速Nc确定活塞行程Sp;压缩过程模型则是根据排气压力、吸气压力、吸气温度Ts、活塞行程和压缩机转速来确定压缩机制冷剂流量Mr和排气温度Td。在建模过程中侧重于活塞行程变化这个关键问题，对与活塞行程变化有关的控制阀模型和压缩机运动部件模型采用理论分析加实验验证的方法重点分析，对压缩过程采用实验方法简单建模。详细数学模型及其实验验证见文献[9]。

(2) 性能模拟分析

利用建立的数学模型，对外控式五缸摇板式变排量压缩机在定转速变行程和变转速变行程两种情况下的活塞行程和制冷剂流量变化规律进行模拟分析。

图4 外控式变排量压缩机模型关系图

图5表示了外控式五缸摇板式变排量压缩机活塞行程Sp和Mr与脉冲数N的关系，计算条件：Nc=2000 r/min， Pd=1.5 MPa，Ps=0.29 MPa，吸气过热10℃。对于采用脉冲数调节外部控制阀开度的外控式变排量压缩机，存在行程增大时临界脉冲数Ncu和行程减小时临界脉冲数Ncd(图5(a))。在某一行程下，行程增大时临界脉冲数Ncu小于行程减小时临界脉冲数Ncd。且只有N < Ncu时，Sp才会增大;只有N > Ncd时，Sp才会减小;而当Ncu≤N≤Ncd，Sp不会发生变化，就形成了一个“调节滞区”。

形成调节滞区的原因是运动部件存在摩擦力(主要是轴套同主轴之间的摩擦力)，由于其在行程增大和减小时方向不同，则造成在相同的压缩机转速和活塞行程情况下活塞行程增

大时的临界脉冲数小于活塞行程减小时的临界值，即Ncu

活塞行程的调节滞区也就引起压缩机其它参数的调节滞区，图5(b)表示了外控式摇板式变排量压缩机制冷剂质量流量Mr的调节滞区。对于某一确定行程(如最大行程)，压缩机的制冷剂流量为一条曲线，相当于定转速定行程压缩机的制冷剂流量特性。不同行程流量曲线组合就形成了制冷剂质量流量的一个区域，这样由于变行程的原因，使得原来定转速定行

程制冷剂质量流量一条曲线的一一对应关系，变成了一个多值对应关系。

对于外部控制压缩机，控制阀开度调节由外部输入脉冲数确定，而不依靠吸气压力，这样吸气压力就可以在更大范围内变化。例如可以在车内空调热湿负荷较小时，采用较高的

吸气压力，在保证室内舒适性的同时可节省油耗。

图6表示了外控式五缸摇板式变排量压缩机不同压缩机转速情况下活塞行程Sp和Mr与脉冲数N的关系，模拟条件： Pd=1.5 MPa，Ps=0.29 MPa，吸气过热10℃。从图6可以看出，变转速变行程情况是一族不同转速的调节滞区。对于外部控制压缩机，Sp-N关系的调节滞区随着Nc的增加向右(N增大的方向)移动，Mr-N的调节滞区随着Nc的增加向右上(N增大和Mr增加

方向)移动。

3.2.2 动态特性实验研究

建立了外控式变排量压缩机的实验系统，对压缩机活塞行程和制冷剂流量等参数随外部控制阀开度、压缩机转速、排气压力和吸气压力的动态变化进行观测。

(1) 外部控制阀开度突然变化

图7(a)表示了当压缩机转速2000r/min时，外部控制阀脉冲突然从40到50，再由50到60，然后从60脉冲回到40脉冲时的变化情况。从图7(a)可以看出，当外部控制阀脉冲数和开度增大时，排气压力Pd下降,摇板箱压力Pw和吸气压力Ps上升,活塞行程Sp减小(从19.1mm减少到16.8mm)，制冷剂质量流量Mr先突降然后又回升。当外部控制阀脉冲数和开度减小时，排气压力上升,摇板箱压力和吸气压力下降,活塞行程增大，制冷剂质量流量先突升然后又降低, 活塞行程从16.8mm增加到18.75mm。

当脉冲数增加时，传动杆推动阀杆开大球阀，关小锥阀，这样使得摇板箱压力升高，从而减小了活塞行程，活塞行程的减小使得制冷剂质量流量下降，这样吸气压力上升。当脉

冲数减少时的情况正相反。在变行程情况下制冷剂流量有一定的回调现象。

(2) 压缩机转速突然变化

图7(b)表示了当外部控制阀脉冲数为20时，压缩机转速Nc先从1550r/min突降到1110r/min，然后又突升到2000r/min时的变化情况。当Nc突降时，排气压力 Pd和摇板箱压力Pw下降，活塞行程Sp增加，制冷剂质量流量Mr先突降然后又回升，吸气压力Ps先升后降，行程Sp从25.4mm增加到27.6mm。转速突升时，Pd、Pw上升，Sp减少，Mr先突升然后又降低，Ps先

降后升，行程Sp从27.6mm减少到23.19mm。

当压缩机转速突降时，制冷剂质量流量会突然降低，使得吸气压力升高，排气压力和摇板箱压力下降。由于外部控制阀开度保持不变，这样使得摇板箱和吸气腔压力差减小，从而增加了活塞行程;活塞行程的增加又使突降的制冷剂流量回升，这样吸气压力回落，所以出现制冷剂质量流量先降后升，而吸气压力先升后降的情况。压缩机转速突升时情况正相

反。

(3) 排气压力突然变化

采用开关排气调节阀的方法来实现排气压力的阶跃变化。图7(c)为当外部控制阀脉冲数为40和压缩机转速1550r/min时排气调节阀先关后开的一个变化过程。当关小排气调节阀时，Mr降低，同时Pd和Ps上升，Pw与Ps的差值减少，活塞行程增大，这样又使得Mr回升，Pd和Ps降低，Pw升高，所以Pd和Ps经历了一个先升后降的过程，而Pw和Mr经历了一个先降后

升的过程，制冷剂流量同样出现有较大回调的现象。开大排气调节阀时情况正好相反。

(4) 吸气压力突然变化

采用开关吸气调节阀的方法来实现吸气压力的阶跃变化。图7(d)为当外部控制阀脉冲数为40和压缩机转速1600r/min时吸气调节阀先关再开的变化过程，可以看出各参数没有纯滞

后和渐变过程，几乎随着吸气调节阀的开大关小一起变化。

从图7(a)～图7(d)可知，当影响压缩机行程变化的输入参数外部控制阀开度、压缩机转速、排气压力和吸气压力突然变化时，变排量压缩机活塞行程、排量等参数几乎没有纯滞

后和渐变过程。

4 结论

本文提出变排量压缩机电动式外控驱动方案，以五缸摇板式变排量压缩机本体为基础，研制开发出外部控制阀及其外控式变排量压缩机。

建立了外部控制阀的数学模型和实验装置，在此基础上建立了外控式摇板式变排量压缩机的数学模型。模拟结果发现外控式变排量压缩机存在由于运动部件摩擦力引起的行程调

节滞区。

采用实验方法对外控式摇板式变排量压缩机动态特性进行了研究。动态实验结果表明，活塞行程和制冷剂质量流量等参数随压缩机外部参数突变的动态响应时间很短，可以忽略

不计。

下一步研究工作需要提出变排量压缩机汽车空调制冷系统的外部控制策略，开发出变排量压缩机汽车空调系统的外部控制系统，为该系统的推广应用奠定基础。

参考文献

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[4] Tian Changqing, Dou Chunpeng, Yang Xinjiang, Li Xianting. Instability of automotive air conditioning system with a variable displacement compressor

Part 2: Numerical simulation. International Journal of Refrigeration , v 28, n 7, Nov 2005, p 1111-1123

[5] Changqing Tian, Xianting Li, Xinjiang Yang. Numerical analysis on evaporator frosting in automotive air conditioning system with a variable

displacement compressor. Applied Energy, 2005，82(1): 1-22

[6] Akira Kishibuchi, Michiyasu Nosaka, Tetsuhiko Fukanuma. Development of Continuous Running, Externally Controlled Variable Displacement Compressor. SAE

Congress Paper 1999-01-0876

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conditioning system. Applied Thermal Engineering, 2004, 24(17-18):2467-86

[8] Tian Changqing, Shi Wenxing, Xie Xuming. Numerical analysis on the performance of pulse motor driven control valve in variable displacement compressor.

The 5th International Conference on Compressor and Refrigeration, Dalian, China, 2005

[9] 田长青. 变容量制冷系统开发与研究. 清华大学博士后研究报告，2005

变排量压缩机汽车空调用热力膨胀阀的试验研究

变排量压缩机汽车空调用热力膨胀阀的试验研究 摘要 通过对某一变排量压缩机汽车空调制冷系统的热力膨胀阀的试验研究，得出了该膨胀阀静态过热度设定值、增益及滞环、感温包时间常数等静态和动态特性，并对试验结果进行了分析。 关键词:热力膨胀阀汽车空调变排量压缩机试验研究 1 引言 汽车空调系统的无级变排量摇板式压缩机（以下简称变排量压缩机）是根据压缩机吸气压力的差值，推动摇板改变倾斜角，从而改变活塞的行程和压缩机主轴每转一周的排量。所以该类变排量压缩机改变了传统的离合器启闭压缩机的调节方式，压缩机运行连续平稳，不会引起汽车发动机周期性的负荷变化，且空调送风温度波动小，有利于提高车内环境的热舒适性；可以保持几乎恒定且略高于结霜温度的蒸发温度，防止了蒸发器表面结霜，提高了系统除湿能力；可以降低能耗，节约燃油。从汽车空调系统由变排量压缩机替代定排量压缩机的总趋势来看，变排量压缩机将会在非独立式汽车空调系统尤其是各种豪华型汽车空调系统中得到广泛的应用。 热力膨胀阀是制冷系统广泛使用的节流装置，但是它与变排量压缩机组成的汽车空调制冷系统在实际使用中出现了系统稳定性问题。At-suo Inoue等人在对7缸变排量压缩机和热力膨胀阀组成的汽车空调制冷系统进行试验研究时发现有系统振荡现象存在。美国GM公司在无级变排量压缩机和热力膨胀阀汽车空调制冷系统的应用过程中，也有同样发现。我们对用于某一车型的变排量压缩机和热力膨胀阀汽车空调制冷系统的稳定性问题进行了研究，为了详细分析变排量压缩机和热力膨胀阀参数之间的相互耦合对系统稳定性的影响，需要对该系统的热力膨胀阀的动态行性进行深入地了解。 图1为我们研究的变排量压缩机汽车空调系统中热力膨胀阀的结构示意图。该热力膨胀阀是外平衡式，感温包为气体充注，且有两点与常用热力膨胀阀不同： (1) 常用热力膨胀阀是偏压式，而该热力膨胀阀是平衡式的，所需的开阀力小，阀杆受力基本不受阀进出口压力大小的影响。 (2) 该热力膨胀阀的静态过热度为负值，即当过热度为零时，阀也不能完全关闭，仍有一微量制冷剂流通。 图1 热力膨胀阀的结构 本文介绍了该热力膨胀阀静态过热度设定值、增益及滞环、感温包时间常数的测试方法和测试结果，并对试验数据进行分析。 2 试验装置和试验方法

变排量压缩机结构

变排量压缩机结构原理 轿车空调压缩机是由发动机直连驱动的，对于定排量压缩机汽车空调系Array统，用蒸发器出风温度来控制压缩机电磁离合器吸合或脱离，用间歇运行来 控制系统制冷能力和车内空调负荷相适应。这种控制方式除了车内空调温度波动 大，系统的频繁开停的不可逆损失使系统能耗增加等缺点外，最大的一个问题是压 缩机的周期性离合对汽车发动机引起的干扰，这种情况在汽车发动机容量较小时显 得更为突出。为了解决这个问题，变排量压缩机应运而生。 所谓的变排量压缩机，结构是基于传纺的斜盘式或摇板式压缩机，传统的斜盘 式或摇板式压缩机中，斜盘或摇板的偏转角度是固定不变的，即活塞的最大行程是 固定的。而升级为可变排量压缩机后，调节斜盘或摇板的角度，从而调节活塞的最 大行程，改变压缩机的排气量。 相对于传统的定排量压缩机系统，需要有在压缩机前端安装电磁离合器控制压 缩机间歇工作，以调节制冷量。可变排理压缩机取消了电磁离合器，通过活塞行程 的无级连续调节，调节制冷量。，车内环境热舒适性好，降低能耗！

三电可变排量压缩机 可变排量压缩机变排量的控制方式有两种：一种是机械式可变排量，即在压缩机内部有调节阀，依据空调的管路压力自适应的改变压缩机的排量；另一种是电控可变排量，在原机械调节阀的基础上增加了一个电磁调节阀，空调控制单元从蒸发器出风温度传感器获得信号，对压缩机的功率进行无级调节。

可变排量压缩机结构图 注意三个压力：一个是压缩机的吸入低压的制冷剂；另一个是压缩机排出的高压制冷剂；第三个是斜盘或摇板所在的曲轴箱的压力；这个曲轴箱内的压力基本是大于或等于压缩机的吸入压力，而远小于压缩机的排气压力。 控制阀用于调节曲轴箱内的压力，当曲轴箱压力等于压缩机的吸气压力时，压缩机处于最大排量；当控制曲轴箱压力高于吸气压力后，斜盘或摇板角度减小，压缩机的排量减小。

空调压缩机制冷的工作原理

空调压缩机制冷的工作原理 空调压缩机制冷工作原理: 一、根据空调压缩机工作原理的不同，空调压缩机可以分为定排量压缩机和变排量压缩机。 （1）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。 （2）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的提高，它不能根据制冷的需求而自动改变功率输出，而且对发动机油耗的影响比较大。它的控制一般通过采集蒸发器出风口的温度信号，当温度达到设定的温度，压缩机电磁离合器松开，压缩机停止工作。当温度升高后，电磁离合器结合，压缩机开始工作。定排量压缩机也受空调系统压力的控制，当管路内压力过高时，压缩机停止工作。 二、根据空调压缩机制冷工作方式的不同，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）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。 （2）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，结构简单，而且对加工材料和加工工艺要求较低，造价比较低。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，例如无法实现较高转速，机器大而重，不容易实现轻量化。排气不连续，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。

变排量压缩机汽车空调制冷系统特性分析

变排量压缩机汽车空调制冷系统特性分析 编辑：凌月仙仙作者：田长青窦春鹏出处：中国论文下载中心日期：2005-12-10 摘要：为了解决变排量压缩机汽车空调系统振荡和蒸发器结霜问题，对该系统稳态特性进行分析。建立了变排量压缩机汽车空调制冷系统稳态模型，模拟结果与试验数据吻合较好。系统存在变排量压缩机定转速定行程、变转速定行程、定转速变行程和变转速变行程四种运行方式，本文对四种方式下汽车空调制冷系统的稳态特性进行了分析。研究首次发现，在变活塞行程情况下，与定行程方式下性能参数一一对应关系不同，蒸发压力、制冷量等系统参数表现为多值对应关系，系统存在“性能带”，可使蒸发压力保持在一个较小的范围内变化。变排量压缩机汽车空调制冷系统性能带的发现和提出，丰富和发展了制冷系统特性分析理论。 关键词：性能带变排量压缩机汽车空调稳态特性 1 前言 汽车空调系统的无级变排量摇板式压缩机(以下简称变排量压缩机)摒弃了传统的离合器启闭压缩机调节方式，可以根据车内负荷变化改变摇板角度和活塞行程，实现了汽车空调系统连续运行，不会引起汽车发动机周期性的负荷变化，车内环境热舒适性好，降低能耗，节约燃油[1,2]。但是在由变排量压缩机和热力膨胀阀组成的汽车空调制冷系统会出现系统振荡[3,4]和蒸发器结霜现象，为了解决这些问题，必须对系统的稳态特性进行分析。 只有很少研究者对变排量压缩机汽车空调制冷系统特性进行过分析。Inoue等人[3]在对汽车空调制冷系统中七缸变排量压缩机和热力膨胀阀的匹配问题进行了试验研究，但是没有理论分析。Lee等人[5]对变排量压缩机汽车空调制冷系统的稳态特性进行了试验研究和理论分析，但是认为在变活塞行程情况下参数是一一对应关系。 本文在变排量压缩机稳态模型基础上，建立变排量压缩机汽车空调制冷系统稳态模型并进行试验验证，然后对系统特性进行分析。 2 系统稳态模型 变排量压缩机汽车空调系统由变排量压缩机、蒸发器、冷凝器和储液干燥器、热力膨胀阀以及连接管道组成，制冷剂采用R134a。为简化模型，忽略各连接管道的压力损失和热损失。与定排量压缩机汽车空调系统最大的不同是变排量压缩机，所以重点介绍变排量压缩机模型建立。 2.1 变排量压缩机模型 本文研究的压缩机为五缸变排量摇板式压缩机，其排量可以在每转10cm3到156 cm3范围内无级变化。根据变排量压缩机的控制机理和结构特点，图1给出了压缩机模型关系图。首先建立控制阀数学模型从而确定摇板箱压力Pw随排气压力Pd和吸气压力Ps的变化规律，然后建立压缩机运动部件动力学模型确定活塞行程Sp与排气压力、吸气压力、摇板箱压力和压缩机转速Nc的关系，再通过压缩过程模型由排气压力、吸气压力、吸气温度、活塞行程和压缩机转速来确定压缩机制冷剂流量Mr和排气温度，这样以上三个模型就组成了变排量压缩机的稳态模型。 图1 压缩机模型关系图 根据我们的研究发现，变排量压缩机由于活塞行程减小时运动部件（如轴套同主轴之间）的摩擦力矩与活塞行程增大时相反，活塞行程减小时摩擦力矩与吸气压力形成的力矩同向，行程增大时摩擦力矩与吸气压力形成的力矩反向，所以行程增大时临界吸气压力（活塞行程刚要增大时的吸气压力）Ps,cu大于行程减小时临界吸气压力Ps,cd。当Ps,cd≤Ps≤Ps,cu，压缩机出现了一个“调节滞区”，活塞行程Sp不会发生变化。根据控制阀的数学模型和运动部件动力学模型，可以计算出不同排气压力、压缩机转速和摇板角下行程增加和行程减小时临界吸气压力，并拟合出行程减小时和行程增加时的临界吸气压力与排气压力、压缩机转速和活塞行程的如下关系式：

电控可变排量式空调压缩机制冷功能的故障判断改稿教案资料

电控可变排量式空调压缩机制冷功能的故障判断 随着人们生活水平的提高，消费者对汽车的要求也越来越高,特别在安全与舒适性这两方面，以往各种压缩机不能满足各种条件下所需术的汽车牢调负荷， 1985年，生产厂家将斜板式压缩机的斜板(摆盘)与压缩机主轴的角度变成可调节后，斜板式压缩机就变成了可变排量压缩机如图1所示。当斜板向与压缩机主轴垂直方向变化时，活塞的行程变短，排量减小，反之排量增大。 图1 机械式可变排量压缩机 一、机械式可变排量压缩机工作原理: 轴向定位的活塞由一个可变角度的斜板(摆盘)所驱动，斜板的角度由置于压缩机盖背面的一个真空腔室内膜片联动装置驱动，真空腔室膜片一侧与压缩机的进气口相通，另一侧与压缩机活塞下部腔室相通，斜板角度控制阀也接在活塞下部的腔室上。当空调制冷量要求提高时，进气压力高于控制点，控制阀使压缩机活塞下部腔室内的气体与进气侧相通，这样活塞下部腔室与进气管间没有压力差，压缩机会有最大的往复运动，斜板的角度在最大位置，提供给活塞以最大的行程。 当空调的制冷量要求降低时，进气压力降到控制点，控制阀会将进气口与压缩机活塞下部腔室的通路隔断，并且使活塞下部腔室与压缩机出气口相通，自活塞下部的腔室注入压力较高的气体，使膜片两侧出现压力差，进而改变斜板的角度，减小压缩机排量，实现制冷量较低的要求。 二、电控可变排量压缩机工作原理 随着技术的发展，空调制冷压缩机由纯机械压缩机外部控制发展到机械可变排量内部控制。经过进一步发展成为电控可变排量压缩机，其优点是适应性更广，只要更改控制程序便可适应多种车型，并可实现排量从无到有的无级调节，更节油且无冲击。电控可变排量压缩机适应性更广，只要更改控制程序便可适应多种车型，并可实现排量从无到有的无级调节，更加节油且无冲击。目前该项技术在国内车型上应用得越来越多，不少维修技术人员一旦遇到装有电控可变排量压缩机的车型，往往束手无策下面是针对电控可变排量压缩机简单介绍其工作原理及相应故障排除。 电控可变排量压缩机工作原理类似于机械变排量压缩机，不同之处在于电控式的控制阀具有一电磁单元，操纵和显示单元从蒸发器出风温度传感器获得信号作为输入信息，从而对压缩机的功率进行无级调节，控制阀由机械元件和电磁单元组成如图2所示。

变排量压缩机工作原理

变排量压缩机 压缩机是制冷系统的重要元件，它压缩从蒸发器出来的低温、低压的制冷剂蒸气，使之成为高温、高压的制冷剂蒸气。除部分客车空调压缩机是由专门的辅助发动机驱动外，大部分汽车压缩机均由发动机带动，利用电磁离合器的吸合控制压缩机工作。 定排量压缩机为了防止蒸发器内温度过低，它根据制冷负荷变化，不断地吸合、断开电磁离合器，这会造成以下不良影响： ● 发动机运行不平稳 ● 功耗损失（在高速和低负荷时） ● 压缩机进排气压力波动大 ● 出风口温度变化大 为了改善以上影响，GM 公司从1985年开始使用变排量压缩机，在制冷系统工作时，变排量压缩机的电磁离合器一直处于吸合状态，它可根据制冷负荷及发动机转速变化，在一定范围内连续平稳地改变活塞排量，从而实现系统流量的调节。 变排量压缩机结构 变排量压缩机结构相对于定排量压缩机不同之处在于： 1. 摆动盘通过导向销和传动柄相连，传动柄与主轴连成一体，导向销安装在传动柄的偏心槽内， 它可使摆动盘与主轴倾斜成某一范围内的任意角度，从而改变了压缩机排量。摆动盘与主轴角度不同，可使活塞行程改变，同时压缩机排量也随之变化。 2. 在变排量压缩机后端有一个控制阀总成，控制阀内有一个压力感应波纹管，此波纹管感应压 缩机吸气压力，可控制摇板箱内气体压力，摇板箱内气体压力变化导致摆动盘角度变化，从而调节压缩机排量。 可变排量压缩机内部结构 图B O 形圈 摆动盘总成 后端盖总成离合器线圈接线端子 离合器驱动器总成阀板总成 法兰密封 控制阀总成 固定环O 形圈 固定环 密封圈 定位销 定位球 皮带轮轴承 压缩机排出压力 摇板箱压力供给 摇板压缩机吸收压力 波纹管 控制阀总成

汽车变排量空调压缩机工作原理

汽车变排量空调压缩机工作原理 一、摘要：变排量空调在现代汽车上得到越来越广泛的使用" 本文介绍汽车变排量空调的优点" 重点阐述具有代表性的9种汽车变排量空调压缩机的结构和工作原理。（注：新式可变排量压缩机参考相关资料）。 轿车空调用变排量压缩机按照结构形式分为摇板式、斜盘式、滚动活塞式、螺杆式、旋片 式、涡旋式等机型，其中斜盘式变排量压缩机目前使用最多，按控制方式分为内部控制式变排 量压缩机和外部控制式变排量压缩机。其生产厂家及其对应生产的变排量压缩机型号如表1所 示。 变排量空调在奥迪、波罗、大宇、标志、别克、中华、奥拓等轿车上得到了广泛的使用， 如表2所示。和传统的定量空调相比，变排量空调有如下的优点：①排气压力和工作转矩的波动 减小，避免了对发动机的冲击；②保持了温度的稳定性；③保持了蒸发器低压的稳定性，而且 蒸发器不会结霜；④$提高了压缩机的使用寿命；⑤减少了功率消耗。

1、V5变排量压缩机 V5变排量压缩机由一个可变角度的摇板和5个轴向定位的气缸组成，其外形如图1所示，控制阀结构如图2所示。压缩机容积控制中心是一个波纹管式操纵控制阀，装在压缩机的后端，可检测压缩机吸气腔的压力，锥阀控制摇板箱和吸气腔(波纹管室) 之间的通道，球阀控制排气腔和摇板箱之间的通道，排量的改变是依靠摇板箱压力的改变来实现。摇板箱压力降低，作用在活塞上的反作用力就使摇板倾斜一定角度，这就增加了活塞行程(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，使摇板往回移动，减少了倾角，即减小了活塞行程（也就减少了压缩机排量）排气压力影响控制阀的控制点的变化，排气压力升高，控制点降低。当空调容量要求大时，吸气压力将高于控制点，控制阀的锥阀打开并保持从摇板箱吸入气体至吸气腔&如果没有摇板箱——吸气腔间压力差，压缩机将有最大的容积。通常压缩机的排气压力比曲轴箱的压力大得多，曲轴压力高于或等于压缩机的吸气压力。在最大排量时，摇板箱的压力才等于吸气压力，在其它情况下，摇板箱的压力大于吸气压力。

汽车可变排量压缩机工作原理

汽车可变排量压缩机工作原理 汽车空调系统故障诊断方法 一:看 一般大客车空调制冷系统的高压液路上单独设有一玻璃观察窗，小型车的观察窗一般则装在干燥过虑器罐上。空调系统运行过程中，通过系统的玻璃观察窗，可以大致判断制冷流量是否合适。 (1)如果观察窗内气刨持续流出，制冷剂几乎像飘舞一样，说明系统内的制冷剂很少。此时高压侧与低压侧几乎没有温差。 (2)如果有少量气泡以1～2秒的间隔间隙性地出现，说明系统内的制冷剂不充分。此时高压侧温热，低压侧微凉。 (3)如果观察窗大体上透明，仅在提高或降低发动机转速时，偶尔出现气泡说明系统内制冷剂量适当。此时高压侧热（压缩机出口处温度约为70℃），低压侧凉（压缩机入口处温度约为5℃）。 (4)系统内制冷剂过多时，在系统其他条件都正常的情况下，从观察窗完全看不到气泡。这种结果与制冷剂适量条件下所观察到的结果没有明显差异，但此时高压侧温度较正常高。 (5)通过系统观察镜观察是应注意，干燥过滤器滤网堵塞时，即使制冷剂量正常，也会出现气泡，但这是用手摸干燥过滤器出口侧管路，其感觉是凉的。此外，从观察镜所看到的气泡是受温度影响的，外界气温高时易出现气泡。加制冷剂时系统为抽真空，混入空气，观察窗内也会看到气泡。 二：听 就是听机器运转的声音是否有异常，主要包括： (1)听压缩机运转时有无杂音是否有异常，有则不正常； (2)听鼓风机、冷凝风扇电动机等运转时是否有杂音，有则为不正常； (3)若有皮带声，说明皮带打滑； (4)若有尖叫声，则为电磁离合器磁力线圈老化，磁吸力不够，离合器片打滑所致。 三：摸 当制冷系统及其主要部件出现故障是，常会导致系统管路及主要部件的外表温度出现异常。因此，根据外表温度的变化，可以粗略地判断系统的工作状态及主要部件性能的好坏。在具体检查时，可用处摸手感的方法进行判断。 (1)摸制冷系统的高、低压管，高压管烫手、低压管冷或冰手为正常； (2)冷凝器较热为正常； (3)储液干燥过滤器呈温热太； (4)用手感觉空调出风口吹出的风有冰凉的感觉为正常； (5)用手摸各管接头及电器插座插头是否松动。 四：测 通过看、听、摸诊断方法的同时，如果能够使用压力表侧出制冷循环系统高、低压两侧压力，将使判断的结果更为准确。例如在制冷剂严重不足时，高、低压表指示值比正常底很多；制冷剂不足时，高、低压表指示值比正常略底；制冷剂适量时，高、低压表指示值均正常；制冷剂过多时，高、低压表的指示值都比正常高，此外，系统内混入空气时，高、低压两侧压力都过高，高压表抖动强烈。干燥过滤器堵塞时，低压表的指示值比正常低，高压表的指示值则比正常高很多。但是，利

(汽车行业)汽车变排量空调压缩机工作原理

（汽车行业）汽车变排量空调压缩机工作原理

汽车变排量空调压缩机工作原理 壹、摘要：变排量空调在现代汽车上得到越来越广泛的应用"本文介绍汽车变排量空调的优点"重点阐述具有代表性的9种汽车变排量空调压缩机的结构和工作原理。（注：新式可变排量压缩机参考相关资料）。 轿车空调用变排量压缩机按照结构形式分为摇板式、斜盘式、滚动活塞式、螺杆式、旋片式、涡旋式等机型，其中斜盘式变排量压缩机目前应用最多，按控制方式分为内部控制式变排量压缩机和外部控制式变排量压缩机。其生产厂家及其对应生产的变排量压缩机型号如表1所示。 到了广泛的应用，如表2所示。和传统的定量空调相比，变排量空调有如下的优点：①排气压力和工作转矩的波动减小，避免了对发动机的冲击；②保持了温度的稳定性；③保持了蒸发器低压的稳定性，而且蒸发器不会结霜；④$提高了压缩机的使用寿命；⑤减少了功率消耗。

V5变排量压缩机由壹个可变角度的摇板和5个轴向定位的气缸组成，其外形如图1所示，控制阀结构如图2所示。压缩机容积控制中心是壹个波纹管式操纵控制阀，装在压缩机的后端，可检测压缩机吸气腔的压力，锥阀控制摇板箱和吸气腔(波纹管室)之间的通道，球阀控制排气腔和摇板箱之间的通道，排量的改变是依靠摇板箱压力的改变来实现。摇板箱压力降低，作用在活塞上的反作用力就使摇板倾斜壹定角度，这就增加了活塞行程(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，使摇板往回移动，减少了倾角，即减小了活塞行程（也就减少了压缩机排量）排气压力影响控制阀的控制点的变化，排气压力升高，控制点降低。当空调容量要求大时，吸气压力将高于控制点，控制阀的锥阀打开且保持从摇板箱吸入气体至吸气腔&如果没有摇板箱——吸气腔间压力差，压缩机将有最大的容积。通常压缩机的排气压力比曲轴箱的压力大得多，曲轴压力高于或等于压缩机的吸气压力。在最大排量时，摇板箱的压力才等于吸气压力，在其它情况下，摇板箱的压力大于吸气压力。 当空调容量要求小时，吸气压力达到控制点，控制阀打开球阀将排气腔的气体引至摇板箱，且通过锥阀关闭从摇板箱到吸气腔的强制通风的通道。 摇板的角度由5个活塞的平衡力来控制，摇板箱——吸气管间压力差的

变排量压缩机在汽车空调系统中的应用

变排量压缩机在汽车空调系统中的应用 摘要 随着人们生活水平的不断提高，对车载空调控制系统的智能性、运行情况的稳定性、控制系统的合理性都有较高要求。因此，如何对系统进行更加细致的分析，如何对复杂工况进行更加合理的调控，就成了各大汽车制造企业和科研机构所关注的问题。本课题通过对基于变排量压缩机的车载空调控制系统进行分析，提出了一种从硬件选型到台架模拟的整套开发过程，并且通过实验验证了控制系统的快速性、准确性和稳定性，使得此控制系统及其研发流程能得到广泛的应用。通过对于变排量压缩机在汽车空调系统中的应用，能够更好的将变排量压缩机在汽车空调系统中的应用。 本文首先对于该课题的研究背景和研究意义进行分析，为本文的研究指明了研究的方向。然后对于汽车空调系统进行概述分析。最后对于变排量压缩机在汽车空调系统中的应用进行分析，最后分析了汽车空调系统发展趋势进行分析。 关键词：变排量；压缩机；汽车空调 论文类型：应用研究

目录 1绪论 (1) 1.1选题背景 (1) 1.2国内外研究文献综述 (1) 1.2.1国外文献综述 (1) 1.2.2国内研究综述 (2) 1.3研究内容以及研究方法 (3) 1.3.1研究内容 (3) 1.3.2研究方法 (3) 2汽车空调概述 (4) 2.1汽车空调工作原理 (4) 2.2汽车空调系统组成 (5) 2.2.1制冷系统 (5) 2.2.2取暖系统 (6) 2.2.3通风系统 (6) 2.2.4空气净化系统 (6) 2.2.5自动控制系统 (6) 3变排量压缩机在汽车空调系统中的应用 (7) 3.1对于空调系统进行控制 (7) 3.2CFD优化及集成系统 (7) 3.3自动化空气质量调控 (8) 4汽车空调系统发展趋势 (9) 4.1空调压缩机的发展趋势 (9) 4.2热交换器发展方向 (9) 4.3自动智能化空调系统 (9) 4.4新能源汽车空调系统发展趋势 (9) 致谢 (11) 参考文献 (12) 附件： (13) 网络学院毕业论文独创性声明 (13) 毕业论文知识产权权属声明 (13)

变排量压缩机汽车空调制冷系统特性分析

变排量压缩机汽车空调制 冷系统特性分析 Revised by Jack on December 14,2020

变排量压缩机汽车空调制冷系统特性分析 编辑：凌月仙仙作者：田长青窦春鹏出处：中国论文下载中心日期：2005-12-10 摘要：为了解决变排量压缩机汽车空调系统振荡和蒸发器结霜问题，对该系统稳态特性进行分析。建立了变排量压缩机汽车空调制冷系统稳态模型，模拟结果与试验数据吻合较好。系统存在变排量压缩机定转速定行程、变转速定行程、定转速变行程和变转速变行程四种运行方式，本文对四种方式下汽车空调制冷系统的稳态特性进行了分析。研究首次发现，在变活塞行程情况下，与定行程方式下性能参数一一对应关系不同，蒸发压力、制冷量等系统参数表现为多值对应关系，系统存在“性能带”，可使蒸发压力保持在一个较小的范围内变化。变排量压缩机汽车空调制冷系统性能带的发现和提出，丰富和发展了制冷系统特性分析理论。 关键词：性能带变排量压缩机汽车空调稳态特性 1 前言 汽车空调系统的无级变排量摇板式压缩机(以下简称变排量压缩机)摒弃了传统的离合器启闭压缩机调节方式，可以根据车内负荷变化改变摇板角度和活塞行程，实现了汽车空调系统连续运行，不会引起汽车发动机周期性的负荷变化，车内环境热舒适性好，降低能耗，节约燃油[1,2]。但是在由变排量压缩机和热力膨胀阀组成的汽车空调制冷系统会出现系统振荡[3,4]和蒸发器结霜现象，为了解决这些问题，必须对系统的稳态特性进行分析。 只有很少研究者对变排量压缩机汽车空调制冷系统特性进行过分析。Inoue等人[3]在对汽车空调制冷系统中七缸变排量压缩机和热力膨胀阀的匹配问题进行了试验研究，但是没有理论分析。Lee 等人[5]对变排量压缩机汽车空调制冷系统的稳态特性进行了试验研究和理论分析，但是认为在变活塞行程情况下参数是一一对应关系。

变排量压缩机

课题变排量压缩机教师刘辉课时 2 备注目标掌握变排量压缩机工作原理 难点排量控制阀的结构分析 过程1.复习 （1）空调系统制冷强度的控制方式有几种 两种：机械控制和电子控制 机械控制：通过H型膨胀阀的动态平衡来实现； 电子控制：通过蒸发箱表面温度传感器实现。 （2）压缩机排量的决定因素可否改变如何实现 压缩机排量由活塞行程决定，活塞行程由斜盘斜度控制，只有改变斜盘斜度，才能改变压缩机排量。 2.变排量压缩机 斜盘斜度决定压缩机排量，斜度固定的叫定排量，斜度变化的叫变排量压缩机。 压缩机的3个腔室：高、低压腔，曲轴腔。高低压腔彼此隔绝，曲轴腔通过活塞与高低压腔隔开。 斜盘上的作用力：曲轴腔压力，高低压腔压力，弹簧弹力。 曲轴箱内的压力基本是大于或等于压缩机的吸入压力，而远小于压缩机的排气压力。 斜盘斜度控制：通过阀门控制曲轴腔压力，从而改变斜盘斜度。3.排量控制阀 控制阀由机械元件和电磁单元组成。机械元件根据低压侧的压力关系借助于一个位于控制阀低压区的压力敏感元件来控制阀门行程，从而调节控制过程。电磁元件由控制单元通过500 Hz的通断频率进行控制。

不开空调时，调节阀阀门开启，压缩机的高压腔和压缩机曲轴箱相通，高压腔的压力和曲轴箱的压力达到平衡，排量为0，压缩机空转。 刚开空调时，系统的低压压力较高，真空膜盒被压缩，使阀门挺杆行程增大，同时电磁阀的通电占空比为100%，高压腔和曲轴箱被完全隔离，曲轴箱的压力迅速下降，斜盘的斜度快速加大直至排量达到100%。 随着室内温度的下降，低压腔压力缓慢下降，真空膜盒释放，使阀门挺杆行程减小，高压腔和曲轴箱少量联通，同时电磁阀的通电占空比减小，两者共同作用，使曲轴箱的压力缓慢上升，斜盘斜度缓慢下降，排量也缓慢下降。 4.变排量空调压缩机的驱动与过载保护装置 因空调压缩机的排气量可降低到接近0，因此省去了空调压缩机电磁离合器，使空调压缩机的质量减轻约20%。因无空调压缩机电磁离合器，正常情况下，即使空调制冷系统不工作，空调压缩机主轴也在旋转。当空调压缩机内部因故发卡，致使主轴运转阻力增大到一定值时，必须使

教你认识最新可变排量空调压缩机

教你认识最新可变排量空调压缩机 现在很多的中高档轿车都配有可变排量空调压缩机该形式的压缩机特点是不影响发动机的加减速制冷效果较好一但结合总是随着发动机的运转而运转中间不停顿的往 往有些修理人员还不理解该压缩机的工作原理还是认为蒸发箱到了一定的温度压缩机会停止运转的错误理解当这种压缩机发生无法接合时加装一个温度控制器向普通的压 缩机工作方法一样到一定的温度就自停这完全是错误的 你应当先有空调的控制电路图纸再根据工作原理进行了冷静的分析最后找准故障点排除之不要在线路上私拉乱接 改变原车的设计理念。 “可变排量空调”是怎么回事？空调怎么还会有“排量”？另外，什么是自动空调？ 开过小排量轿车的人都有这样的感觉，当空调压缩机工作时汽车的动力性就会受到影响，如此时要起步或急加速时就会感觉动力不足。这主要原因是空调压缩机与汽车“抢”动力。因此，为了解决此问题，有人就设计出一种可以自动变化压缩机工作排量的空调，当汽车需要强大动力支持时，空调压缩机便会自动减小工作排量，为汽车动力性能“让路”。 轿车的空调系统都是非独立式的，它的压缩机都是通过皮带轮直接由发动机带动。汽车在高速行驶时，输入的制冷量随

发动机转速的增加而增加，汽车制冷量增多，不仅浪费一部分功率，也影响汽车的行驶性能。可变排量空调此时便会自动调整工作排量，降低制冷量，减小功率损耗。目前可变排量空调只在少数轿车上有使用，国产轿车中更少。 自动空调就是指能自动按照你设定的温度进行自动调节，不需要你再去调节风扇速度等，只要调到你需要的温度即可。电控和内控可变排量压缩机原理: 工作原理变排量压缩机都是相似的，不同之处在于电控式的控制阀具有一电磁单元，操纵和显示单元从蒸发器出风温度传感器获得信号作为输 入信息，从而对压缩机的功率进行无级调节。控制阀由机械元件和电磁单元组成。机械元件按着低压侧的压力关系借助于一位于控制阀低压区的压力敏感元件来影响调节。电磁单元由操纵和显示单元通过500Hz的通断频率进行控制。在无电流的状态下，阀门开启，高压腔和压缩机曲轴箱相通，高压腔的压力和曲轴箱的压力达到平衡。全负荷时，阀门关闭，曲轴箱和高压腔之间的通道被隔断，曲轴箱的压力下降，斜盘的倾斜角度加大直至达到100%的排量；关掉空调或所需的制冷量较低时，阀门开启，曲轴箱和高压腔之间的通道被打开，斜盘的倾斜角度减小直至低于2%的排量。当系统的低压较高时，真空膜盒被压缩，阀门挺杆被松开，继续向下移动，使得高压腔和曲轴箱进一步被隔离，从而使压缩机达到100%的排量；当系统的吸气压力特别低时，压力元件被

变排量压缩机

过程1.复习 （1）空调系统制冷强度的控制方式有几种？ 两种：机械控制和电子控制 机械控制：通过H型膨胀阀的动态平衡来实现； 电子控制：通过蒸发箱表面温度传感器实现。 （2）压缩机排量的决定因素？可否改变？如何实现？ 压缩机排量由活塞行程决定，活塞行程由斜盘斜度控制，只有改变斜盘斜度，才能改变压缩机排量。 2.变排量压缩机 斜盘斜度决定压缩机排量，斜度固定的叫定排量，斜度变化的叫变排量压缩机。 压缩机的3个腔室：高、低压腔，曲轴腔。高低压腔彼此隔绝，曲轴腔通过活塞与高低压腔隔开。 斜盘上的作用力：曲轴腔压力，高低压腔压力，弹簧弹力。 曲轴箱内的压力基本是大于或等于压缩机的吸入压力，而远小于压缩机的排气压力。 斜盘斜度控制：通过阀门控制曲轴腔压力，从而改变斜盘斜度。3.排量控制阀 控制阀由机械元件和电磁单元组成。机械元件根据低压侧的压力关系借助于一个位于控制阀低压区的压力敏感元件来控制阀门行程，从而调节控制过程。电磁元件由控制单元通过500 Hz的通断频率进行控制。

不开空调时，调节阀阀门开启，压缩机的高压腔和压缩机曲轴箱相通，高压腔的压力和曲轴箱的压力达到平衡，排量为0，压缩机空转。 刚开空调时，系统的低压压力较高，真空膜盒被压缩，使阀门挺杆行程增大，同时电磁阀的通电占空比为100%，高压腔和曲轴箱被完全隔离，曲轴箱的压力迅速下降，斜盘的斜度快速加大直至排量达到100%。 随着室内温度的下降，低压腔压力缓慢下降，真空膜盒释放，使阀门挺杆行程减小，高压腔和曲轴箱少量联通，同时电磁阀的通电占空比减小，两者共同作用，使曲轴箱的压力缓慢上升，斜盘斜度缓慢下降，排量也缓慢下降。 4.变排量空调压缩机的驱动与过载保护装置 因空调压缩机的排气量可降低到接近0，因此省去了空调压缩机电磁离合器，使空调压缩机的质量减轻约20%。因无空调压缩机电磁离合器，正常情况下，即使空调制冷系统不工作，空调压缩机主轴也在旋转。当空调压缩机内部因故发卡，致使主轴运转阻力增大到一定值时，必须使

制冷压缩机工作原理

制冷压缩机工作原理

制冷压缩机是空调系统的核心部件，通常称为制冷机的主机。科学技术的进步，新式空调系统不断出现，推动了制冷压缩机制造技术的不断进步。从目前制冷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。下面对制冷压缩机做一个概述. 作用: 1、从蒸发器中吸m蒸气，以保证蒸发器内一定

的蒸发压力； 2、提高压力(压缩)，以创造在较高温度下冷凝的条件； 3、输送制冷剂，使制冷剂完成制冷循环。 一、压缩机的种类很多，根据工作原理的不同，空调压缩机可以分为定排量压缩机和变排量压缩机。 1、定排量压缩机的排气量是随着发动机的转速的提高而成比例提高的，它不能根据制冷的需求而自动改变功率输出，而且对发动机油耗的影响比较大。它的控制一般通过采集蒸发器出风口的温度信号来实现，当温度达到设定的温度，压缩机停止工作；当温度升高后，压缩机开始工作。

定排量压缩机也受空调系统压力的控制，当管路内压力过高时，压缩机停止工作。 2、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m风口的温度信号，而是根据空调管路内压力变化信号来控制压缩机的压缩比从而自动调节m 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。

二、根据工作方式的不同， 可分为两大类——容积型与速度型。 容积型压缩机是靠工作腔容积的改变来实现吸汽、压缩、排汽等过程。属于这类压缩机的有往复式压缩机和回转式压缩机。速度型压缩机是靠高速旋转的工作轮对蒸气做功，压力升高，并完成输送蒸气的任务。属于这类压缩机的有离心式和轴流式压缩机，目前常用的是离心式压缩机。

汽车空调旋转斜盘变排量压缩机用电控阀的关键技术

文章编号: 1005-0329(2010)11-0041-05 经验交流 汽车空调旋转斜盘变排量压缩机用电控阀的 关键技术 樊 灵,靳春梅,黄 星 (上海三电贝洱汽车空调有限公司,上海 200232) 摘 要: 阐述了电控阀的工作原理,推导了阀口动作的平衡方程,对电控阀产品开发所涉及的关键技术和规范进行了定性定量的理论分析,并对其中的主要参数进行了试验测试和验证,得出了产品开发的关键匹配条件和基本原则。关键词: 压缩机;外部控制;电控阀;波纹管;电磁铁 中图分类号: TH 457 文献标识码: A do:i 10.3969/.j i ssn .1005-0329.2010.11.010 K ey Technology of Solenoid V alve U sed in Swash P late Type Variable D isplace m ent C o m pressor FAN L i ng ,JI N Chun me ,i HUANG X i ng (Shangha i Sanden Behr A utomo ti ve A ir Cond i tion i ng Co .,L t d .,Shangha i 200232,Ch i na) Abstrac t : The pri nc i p l e o f so l enoid va lve w as presented ,f urther ca lcu l ated the balance equa ti on o f va lve m ov e m ent w as calcu lated also ,qualitati ve ana lyses and quantitati ve ana l y ses of t he key techno logy and desi gn crite ri on w as made .The m a j o r pa rame ters w ere tested .F i na lly we go t the m atching cond iti ons and basic rules o f the product design o f so leno i d valve .K ey word s : compresso r ;ex terna l contro;l so leno i d valve ;be ll ow s ;e l ectrom agnet 收稿日期: 2010-02-02 1 前言 随着能源的紧张和对舒适性要求的提高,外部控制的旋转斜盘变排量压缩机正逐步成为首选的新型节能压缩机,是汽车空调实现节能减排、温度调节、降低噪声、控制负载、减少对发动机冲击、提高可靠性、改善发动机燃烧、回收能量等功能的主要手段,而实现压缩机变排量的关键技术主要在于电控阀,此阀能根据整车电流信号(P WM 波)对压缩机的排气量进行较为灵活的控制,从而实现对能量的管理和调节,电控阀的技术较为先进,涉及面广,涉及电子控制、电磁铁吸合,气路和阀口设计、受力平衡、压缩机动态响应等关键技术,拥有其技术的厂家少,公开的文献和资料就更少,国内2家引进的外部控制压缩机所需的控制阀完 全依赖于进口,电控阀已成为影响压缩机成本和产能的重要瓶颈口,所以对其进行深入研究具有重要的实用价值和战略意义。2 变排量压缩机和电控阀的工作原理 旋转斜盘变排量压缩机主要由往复运动的活塞、带动活塞运动的斜盘和一套绞接机构组成,如图1所示,斜盘的角度决定着活塞的行程和排气量,当斜盘腔压力P c 增加时,对绞支点产生的力矩使斜盘角度减小,当P c 压力减少时,斜盘角度加大,也就是说可以通过控制斜盘腔压力,就可以控制斜盘的角度,进而实现对压缩机排气量的调节。 而如何控制斜盘腔压力,其关键就在于电控

汽车空调外控变排量压缩机

汽车空调外控变排量压缩机 2008-07-09 08:48:56 作者： 来源：互联网 ? 本文以五缸摇板式变排量压缩机本体为基础，采用电动式外控驱动技术方案，开发出外部控制阀与外控式变排量压缩机，并对其特性进行了实验研究和模拟分析。文中首先介绍了外部控制阀设计、外部控制阀数学模型建立和实验装置。然后提出外控式摇板式变排量压缩机数学模型的建立方法，并利用数学模型对其在变转速变行程情况下的活塞行程和制冷剂流量变化规律进行了模拟分析；模拟结果发现外控式变排量压缩机存在由于运动部件摩擦力引起的行程调节滞区。最后给出了压缩机活塞行程和制冷剂流量等 参数随外部控制阀开度、压缩机转速、排气压力和吸气压力动态变化的实验结果。 关键字：外部控制阀 [1篇] [23843篇] 变排量压缩机 [3篇] [23843篇] 汽车空调 [20篇] [23843篇] 研制 [2篇] [23843篇] 1 前言 变排量压缩机由于具有空调系统连续平稳调节、空调送风温度波动小和能耗低等优点[1,2]，已在国内外汽车空调系统中得到了越来越多的应用。但是目前广泛采用的内控式变排量压缩机存在节能效果不显著、系统振荡[3,4]和蒸发器结霜[5]等问题，为了解决这些问题，最近几年外控式变排量压缩机在国外问世[6]。 国外开发的变排量压缩机外控驱动方式均采用电磁式，且需要根据汽车空调配气系统、汽车运行、车室环境、外部环境等状况确定控制阀控制信号，系统控制复杂，成本高，且 多输入参数及多种传感器降低了系统可靠性。 为进一步改善外控式变排量压缩机技术，本文以五缸摇板式变排量压缩机本体为基础，研制开发外部控制阀及外控式变排量压缩机，并对其特性进行实验研究和模拟分析。 2 外部控制阀 2.1 外部控制阀设计 外部控制阀研制思路为保持五缸摇板式变排量压缩机主体结构，在原有内部控制阀基础上进行开发。保留原内部控制阀阀体流道、阀杆、球阀、锥阀及密封组件，将原有内部控 制阀的真空波纹管改用外部动力驱动装置，通过传动杆将外部驱动力传递给阀杆。 根据驱动方式不同，外部控制阀可选用电磁式和电动式两种方式。电磁式外部控制阀是通过控制电磁线圈上的电流大小，改变铁芯传动杆的推力及作用在传动杆上的弹簧力，从而改变控制阀的开度;电动式外部控制阀则是通过改变步进电机的脉冲数，使传动杆向上或向下运动，从而改变控制阀的开度。电动式外部控制阀的驱动元件是步进电机，它具有足够驱动力，可控制范围宽，且脉冲信号与开度之间的线性关系良好，反应速度快，可实现细微控制，工质回路呈密闭结构且与电气回路分离，安全可靠，因此本文采用电动式外部控制 阀方案(图1)。 对于外部控制阀的驱动装置，利用微电脑产生脉冲，将脉冲送入驱动电路中，分别给各相线圈施加驱动电压。利用研制的驱动电路，可根据汽车空调外部参数变化通过微电脑模 拟计算出需要脉冲数或手动调节脉冲数，驱动步进电机改变控制阀开度。 2.2 外部控制阀特性研究 图1电动式外部控制阀 2.2.1 数学模型 为了对研制的外部控制阀进行性能分析，建立了如下数学模型： (1) 外部控制阀开度y与步进电机脉冲数N关系式: y=0.0050784.N (1) (2) 质量守恒方程: (2) 式(2)中，Md和Mc分别为通过球阀和锥阀的质量流量，由下式计算： (3) (4) 式(3)和(4)中，αd和αc分别是通过球阀和锥阀的流量系数，其计算公式见文献[7]。 (3) 能量守恒方程:

汽车空调系统的认识与压缩机的拆装

实验一汽车空调系统的认识与压缩机的拆装 一、实验目的 1、掌握汽车空调的工作原理 2、能够掌握汽车空调组成部件 3、对典型结构的空调压缩机能够进行正确的拆卸与安装 二、实验设备 帕萨特空调系统台架、曲柄连杆式压缩机、回转斜盘式压缩机、摇摆斜盘式压缩机、制冷剂回收仪。 三、实验原理 1、主要组成部件 压缩机、冷凝器、干燥贮液器、膨胀阀（节流管）、蒸发器、鼓风机、加热器、水箱、膨胀水管等组成。 2、空调系统基本结构图 图1-1为膨胀阀调节的空调系统的部件组成图

A--带电磁离合器的压缩机 B--冷凝器 C--储液干燥器 D--膨胀阀 E--蒸发器 F—制冷剂管 图1-1 膨胀阀调节的空调系统的部件组成 图2为节流管调节的空调系统的部件组成图 A带有电磁离合器的压缩机B低压开关C冷凝器 D高压维修用接口E节流管F蒸发器 G低压开关H低压维修用接口I集液器 图2 节流管调节的空调系统的部件组成 3、各部件功能原理 （1）压缩机 压缩机吸入来自蒸发器的低温低压的制冷剂蒸汽, 将之压缩成高温高压的制冷剂气体。按其能量输出方式可分为固定排量压缩机,内部调节的变排量压缩机和外部调节的变排量压缩机。 （2）冷凝器

外部空气流过冷凝器, 吸收制冷剂的热量, 将制冷剂冷凝为液体。目前使用较多的为平行流冷凝器。 （3）储液干燥器 储存制冷剂液体并吸收制冷循环系统中的水分和脏物。 （4）膨胀阀 来自冷凝器的高温高压制冷剂液体通过膨胀阀后温度和压力下降,变为低温低压的制冷剂液体。 （5）蒸发器 来自膨胀阀的低温低压制冷剂液体在蒸发器中吸收周围环境的热量变为低温低压的制冷剂气体, 从而使流过蒸发器的空气得到冷却。 4、空调制冷系统原理 --压缩过程：压缩机将蒸发器出口出的低温、低压的气态制冷剂增压为高温、高压的气态过热制冷剂，六入冷凝器冷却降温。 --冷凝过程：过热气态制冷剂进入冷凝器散热冷凝为液态制冷剂。冷凝过程的后期制冷剂成为高压、中温的过冷液体。 --膨胀过程：制冷剂通过膨胀阀后，体积变大，其压力和温度急剧下降，则使中温、高压液态制冷剂变成低温、低压的湿蒸汽，以便进入蒸发器中迅速吸热蒸发。 --蒸发过程：从膨胀阀流出的制冷剂，通过蒸发器不断吸热汽化变成低压、低温的气体制冷剂，吸收车厢中的热量。 四、实验步骤 1、压缩机的拆装 （一）、活塞式制冷压缩机拆卸方法和步骤 各类活塞式制冷压缩机的拆卸工艺虽然基本相似，但由于结构不同，所以拆卸的步骤和要求也略有不同，应根据各类压缩机的特点制订不同的拆卸方法，制冷压缩机拆卸方法和步骤。 （1.）拆卸汽缸盖与排汽阀 （2.）拆卸曲轴箱侧盖 （3.）拆卸活塞连杆部件