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三、变排量压缩机

因为汽车空调压缩机是通过带轮由发动机直接驱动的,所以汽车高速行驶时,排量随发动机转速的增加而增加,功耗也随之增加。这一方面影响汽车的驾驶性能,另一方面,使压缩机制冷量过剩,造成蒸发压力降低,蒸发器结霜,制冷系数降低。为此,对压缩机容量进行控制,实现压缩机容量变化与制冷负荷相匹配的控制,使其在低速时具有高制冷能力和高效率,高速时能节约多余的制冷能力,降低功耗。

因此采用变排量压缩机,更能满足人们对汽车安全性和舒适性的要求。变排量空调压缩机目前在汽车上使用逐渐增多,这种类型的压缩机可以根据空调的工况需要使其排量在一定范围内无级变化,只需要改变活塞的行程。

学习提示:

变排量压缩机主要优点如下:

① 消除了由于电磁离合器吸合、脱开动作而引起的发动机转速的波动。

② 在某些工况下(如低速、爬坡)可防止发动机熄火。

③ 减少了空调系统制冷温度的波动。

④ 功率消耗减少,最多可减少25%。

⑤ 大大改善低温环境中的舒适性。

这里介绍压力调节式变排量(摆盘式)、电磁阀调节式变排量(斜盘式)、旋叶式变排量三种类型的压缩机。

1.压力调节式变排量压缩机

(1)工作原理 压力调节式变排量压缩机是大众系列的一种连续变容量空调压缩机,它通过改变单向工作斜盘的倾斜度(活塞的工作行程)来改变排量,调节范围在5%~100%。斜盘的倾斜度取决于每个活塞两侧的压力差,活塞右侧的压力受压力箱内压力的影响,压力箱内压力由调节阀和节流管道控制,压缩机的调节阀通过波纹管的伸缩具有输出稳压作用。压力调节式变排量压缩机(图2-18)的旋转运动由输入轴传递给驱动连杆机构,驱动连杆机构通过斜盘将旋转运动转换成5个连杆的轴向运动。滑轨保证斜盘沿轴向运动。

图2-18 变排量压缩机的结构

这种压缩机活塞的工作行程可以根据高、低压压力比率而改变。活塞行程的改变直接影响压缩机的压缩比率,从而调节制冷剂的输出功率,改变制冷效率。在正常工作情况下,压缩机是持续运转的,不发生离合动作。

旋转斜盘的倾斜度决定了活塞的行程。旋转斜盘的倾斜度取决于腔室压力、活塞顶部和底部的压力以及斜盘前后的弹簧力。腔室压力取决于调节阀两侧的高低压力和节流管道的大小。

(2)工作过程

1)汽车空调接通。刚接通汽车空调时,高、低压及腔室压力是相等的,旋转斜盘前后弹簧对斜盘的调节范围为40%。此时压缩机开始的输出功率为40%,即以较小的输出功率工作,以减小对发动机的冲击负荷。

2)高制冷率。高、低压管的相对压力较高时,调节阀打开,从节流管流入的高压经调节阀流回低压端,腔室压力下降。活塞顶部的压力与弹簧1的压力之和大于活塞底部的压力(腔室压力)与弹簧2的压力之和,旋转斜盘的倾斜角度增大,活塞的行程增大,输出功率提高,如图2-19所示。

3)低制冷率。高、低压管的相对压力较低时,调节阀关闭,从节流管流入的高压无法经调节阀流回低压端,腔室压力上升。活塞顶部的压力与弹簧1的压力之和小于活塞底部的压力(腔室压力)与弹簧2的压力之和,旋转斜盘的倾斜角度减小,活塞的行程减小,输出功率降低,如图2-20所示。

图2-19 高制冷率时变排量压缩机的工作情况

2.电磁阀调节式变排量压缩机

如图2-21所示,与压力调节式变排量压缩机相比,电磁阀调节式变排量压缩机将压力调节阀更换成电磁调节阀,由空调电脑根据各个传感器的信号,调节电磁阀占空比,使压缩机更有效率,制冷效果更好。

1)如图2-22所示,当电磁控制阀关闭时(给电磁线圈通电),产生了不同的压力并使转动腔内的压力减小。然后,加在活塞右侧的压力比加在活塞左侧的压力更大,从而压缩了弹簧并使旋转斜盘倾斜。最终,增加了活塞行程和排放容量。

2)如图2-23所示,当电磁控制阀打开时(不给电磁线圈通电),不能产生不同的压力。加在活塞左侧的压力与加在活塞右侧的压力相等,因而,弹簧伸长并消除了旋转斜盘的倾斜。结果,活塞行程及排放容量变为0。

3)转动腔连接 到吸 入通 道。如图2-24所示,吸入通道(LO压力)和出口通道(HI压力)不同的压力信息提供给电磁控制阀。在负载比控制下与来自空调放大器或空调ECU的信号同时控制电磁控制阀的运转。负载比控制从0~100%线性变化,以改变排放容量。

图2-20 低制冷率时变排量压缩机的工作情况

图2-21 电磁阀调节式变排量压缩机的结构

图2-22 当电磁控制阀关闭时(给电磁线圈通电)

图2-23 当电磁控制阀打开时(不给电磁线圈通电)

图2-24 转动腔连接到吸入通道

3.变排量旋叶式压缩机

图2-25所示为一种双叶片旋叶式压缩机,它可根据发动机转速的高低,自动调节制冷量。 1tAnO2Ck2F7U/6aUaAAZJaZNZUHU15oP5vUOdvDTkT2+CG8ld9/VU+enANEQM2Qv

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