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
阀,通常电控阀主要由阀口、感压元件(波纹管)、电磁铁(线圈和动静铁芯)等主要部分组成[1]
。电控阀的感压元件一般感受吸气压力,阀口加工在阀杆上,在排气腔P d 与斜盘腔P c 之间的通道上进行开关控制,阀杆的两端分别与动铁芯和波纹管相连,阀杆上有复位弹簧,当线圈通电后,动铁芯就产生向阀口关闭方向移动的趋势,当蒸发温度高时,蒸发压力也高,波纹管收缩,于是在波纹管和动铁芯共同作用下迫使阀口关闭,由于斜盘
腔与吸气腔之间存在常通节流孔,所以斜盘腔压力P c 将下降,引起排气量增大;反之,当蒸发温度低时,波纹管受内部弹簧力作用而膨胀,阀口打开,当冷媒通过阀口从排气腔流向斜盘腔的流量大于冷媒通过常通节流孔从斜盘腔流向吸气腔的流量时,P c 压力提高,且阀口流量越大,压力上升越快,压缩机向小角度方向调整的响应速度越快。由此可见电控阀就是根据以上电流和蒸发压力的
原理来实现排气量和温度调节的目的。
图1 变排量压缩机与电控阀控制原理
3 阀的受力分析与平衡方程
由以上分析知,阀的动作关键在阀口或阀杆的动作,其动作的驱动力主要取决于电磁力和波纹管力,为进一步精确分析其相互关系,在阀口关闭的临界点上,根据杆和波纹管的力平衡方程可知:
F e +P C S 30=F t 2+P S S 00+F z
F BB =F z +F t 1+P S S 0
所以:
P S =-F e S 0-S 00+
[F BB -F t 1+F t 2-P C S 30]
S 0-S 00
(1)
式中 P S 动作压力或蒸发压力
S 0 波纹管的有效面积 F BB 波纹管的膨胀力 F t 1 波纹管定位弹簧力
F t 2 动铁芯回复弹簧力
S 00 与波纹管接触处阀杆的面积 S 30 动铁芯处阀杆面积
F z 波纹管对阀杆头部的作用力 F e 动铁芯的电磁力
由此方程可见,电控阀的动作压力与电磁力为线性关系。
图2 动作压力与电流的控制特性曲线
根据德国汽车工业联合会(VDA )有关外部
控制压缩机的标准,此标准要求电控阀阀口动作压力与电流的控制特性曲线如图2所示,它是由一系列的特征点组成的近似直线,由图2可见此特性曲线要求动作压力与电流基本成线性关系。根据式(1)所表明的电控阀的动作压力与电磁力为线性关系的特点,可以推断只有当电磁力与电流为线性或近似线性关系时,才能满足VDA控制特性曲线的要求。为此不妨假设:
F e=K e I
式中 K e 电磁力系数
同时考虑斜盘腔和吸气腔之间节流小孔引起的压差的范围为0.06MPa左右,即P c-P s= 0.06M Pa,并且S00S30则平衡方程为:
P S=-
K e
S0-S00+S30
I
+[F BB-F t1+F t2-0.06S30]
S0-S00+S30
-K e
S0I+
[F BB-F t1+F t2-0.06S30]
S0
(2)
式(2)说明:当电磁力与电流为近似线性时,动作压力与电流能满足控制曲线的线性关系要求。
电磁力和感压元件的面积是决定平衡方程斜率的关键因素,与弹簧力、感压元件膨胀力、排气腔和斜盘腔压力无关。
如要满足VDA控制曲线(近似直线)斜率要求,不妨设控制曲线斜率为K z=常数,则平衡方
程中的斜率应满足-
K e
S0-S00+S30
K e
S0
=K z=常
数,这将意味着电磁力系数与感压元件的面积的比值为常数,或者说,当感压元件选定后,电磁力就决定了;当电磁力设计好后,感压元件的面积也是唯一的;只有当电磁力与感压元件的面积满足
-
K e
S0-S00+S30
K e
S0
=K z的匹配条件时,平衡方程
所决定的直线将与控制曲线趋势一致,保持平行。
要使平衡方程与控制曲线重合,或截距相等,可通过调节弹簧力、感压元件内弹力的预压缩量来控制。实际上由于感压元件面积S0相对较大,行程 L相对较小,压力范围 P s较大,所以感压元件的刚度K BB=S0 P s/ L相对较大,对阀杆力的贡献较大,用于调节设定点(截距)时,效果相对明显,图1电控阀就是通过调节感压元件的预压缩量来控制设定点的。
对动作压力而言,阀杆和阀口的尺寸不宜过大,有利于减少斜盘腔压力P c对动作压力的干扰。
由于波纹管面积与直径成平方关系,即S0= r2/4,而电磁力与电流近似为线性关系,所以波纹管直径对动作压力曲线斜率的影响相对明显,或者说,波纹管直径的精度不宜太低。
对压缩机整机,当阀口动作后,压缩机吸气口压力变化的响应速度,还要取决于阀口流量的大小,根据节流孔板的流量公式[2]:
Q=!F0[2(P d-P c)/?]1/2(3)式中 Q 体积流量
流量系数
# 流束膨胀系数
F0 流通面积
? 流体的密度
流通面积在行程较大时,主要受限于阀座内圆面与阀杆外圆面组成的圆环面积,即F0= (D201-D202),行程大小对流量基本无影响;在行程较小时,主要受限于阀口端面与行程组成的圆环面积,即F0= D01L,带入式(3)得:
L=Q/{! D01[2(P d-P c)/?]1/2}(4)式中 L 行程
D01 阀座内圆面直径
D02 阀杆外圆面直径
以上流量与流通面积公式说明:
(1)由于控制阀流量不大,所以一般行程不大;
(2)由于在大行程时,流通面积取决于阀口尺寸,为常数,与行程无关,所以行程设计不宜过大,否则出现不可控区;
(3)控制阀流量受行程、阀杆和阀口直径的影响,由于阀口一般在小行程范围内工作,所以当阀口尺寸确定后,行程是影响流量的主要因素,或者说行程将取决于流量和阀口尺寸;
(4)图3就是一个典型电控阀流量与行程的实际测量结果,说明以上结论基本正确。
4 关键零部件设计技术及分析
由以上分析知,感压元件和电磁铁是决定电控阀动作特性曲线的两个关键,所以本文主要研究此两个零件的设计。
图3 流量与行程关系
感压元件的结构型式一般为波纹管或膜片,当然也可直接采用活塞,膜片的成本相对较低,但其变形量相对较小,且不同部位的变形量还有所区别,在相同行程的条件下,其直径相对较大。波纹管一般容易作为一个独立的部件进行制造和采购,使用上较方便。活塞结构简单,但对加工精度要求高,否则将影响其工作。
波纹管和膜片背面一般都为真空,有利于减少温度对感压元件内部介质的的影响,使控制阀感受的仅仅只是蒸发压力的大小,从而间接实现对蒸发温度的控制,由于内部为真空,为便于波纹管的回复,波纹管内设有复位弹簧,其刚度和变形量设计可根据平衡方程结论4的分析进行设计,刚度一般为20~50N/mm。
感压元件变形的行程首先要满足阀口流量的行程要求,同时还要考虑波纹管将经历从抽真空到充注高压到运行低压和吸气压力脉动等压力大范围交变状态,为避免波纹管的疲劳和变形失效,波纹管在压缩过程中内部设置有行程挡块进行限位,在膨胀过程中,通过减少封装时的预压缩量来进行间接的限位,所以其行程一般为0~2mm。
感压元件的自由长度,一般为6~20mm,主要考虑受力后每个环和内部弹簧的变形量,要有助于减少内部应力和刚度控制,避免过度疲劳,提高可靠性。
事实上波纹管内部的真空度和行程控制非常重要,如控制不当,则波纹管在压缩机出厂检测时就可能失效了。
感压元件的直径,主要是根据平衡方程结论3的分析来进行与电磁力的匹配,如感压元件的直径过大,则作用的气体力会增大,相应地电磁力也同步增大,会导致阀体整体增大,同时吸气脉动在波纹管上的作用也会明显,加剧波纹管的疲劳;
波纹管直径过小,一方面受限于波纹管及内部弹簧制造工艺的限制,另一方面过小的直径将削弱吸气压力的作用,使得对压力变化不够敏感,影响电控阀的灵敏度。一般其直径为6~14mm。
电磁铁的设计,一方面要在满足磁力、散热、绝缘和密封条件下,实现体积、重量、功耗、成本的优化,另一方面要与波纹管的设计要匹配,使输出的动作压力落在电控阀特性曲线要求的范围内。
通常电磁铁的结构因数在1.2到4之间,所以一般采用带止推座的装甲螺管式电磁铁,衔铁端部为圆锥形。选用这样的电磁铁,其电磁吸力特性平坦,随动、静铁芯之间的间隙变化相对小,衔铁端部采用圆锥状的止推座,有利于增大气隙磁导,提高电磁力,便于获得大的行程,也有助于改善平坦性。为进一步分析,可采用有限元方法进行详细的电磁场计算,如图4~6。
图4 电磁铁磁力线分布
图5 不同电流下的电磁力与间隙关系
由计算结果知:
(1)电磁力与电流和间隙都成非线性关系。电流与间隙值越小,非线性特性越明显。
(2)只有电流在离开零点一定距离后,电流越大,线性特性越好,电磁力越大;只有间隙在离开零点一定距离后,间隙越大,线性特性越好,电磁力越小,电磁力随间隙的变化越平坦。
图6 不同间隙下的电磁力与电流关系
(3)在一定的电流和间隙范围内,可挑选出一定的近似线性区,可满足电磁力与电流和间隙近似线性的要求以及电磁力相对间隙较平坦的要求,从而满足电控阀动作压力与电流近似线性和对装配气隙不太敏感的要求。
(4)锥形衔铁有助于改善电磁力的平坦性,但在锥形衔铁端部的磁力线较密,存在出现磁饱和现象的风险。
(5)当动静铁芯间距较小(小于0.3mm)时,电磁力非线性明显,可采用保留一段去磁间隙的方法来控制最小间隙,以获得近似线性的工作区,同时也可防止或削弱剩磁对电磁铁释放动作的影响。
(6)在间隙相同的条件下,不同电流对应的电磁力是不同的,只有这样才能以不同电流实现对动作压力的调整。
(7)图7是典型电控阀产品电磁力测量的结果,对比图7与图4的理论分析结果,可见分析结果基本正确。
以上对电控阀的关键技术作了研究分析,但作为产品,除以上涉及的问题外,还要关注耐压,耐久,耐振,过电流,耐温,磁滞特性,导线强度等问题,限于篇幅,
另文叙述。
图7 电磁力与间隙的测量结果
5 结语
本文从电控阀的典型结构和VDA标准出发,分析了电控阀的受力特性,提出了电控阀动作压力、流量、电磁力分析的数学模型,并采用电磁场分析软件计算了电磁力与电流和间隙的关系,得出了关键零部件工程开发的关键参数和相互匹配的约束条件,并分析了关键零部件工程设计的相关细节,为电控阀的理论研究和工程产品开发提供了参考。
参考文献:
[1] 平田一郎,上村训右.株式会社丰田自动织机:日
本,CN00124116.8[P].2000 7 15.
[2] 西安交通大学,华中工学院.压缩机测试技术与控
制[M].西安交通大学出版社,1988.88 95.
作者简介:樊灵(1969 ),男,副总工程师,博士后,高级工程师,主要从事压缩机的产品开发,通讯地址:200232上海市石龙路285号上海三电贝洱汽车空调有限公司研究开发中心。
(上接第4页)
[6] 瞿永彬,俞庭康,沈燕云.射流曝气器充氧性能研
究[J].同济大学学报,1993,21(1):129 133.
[7] A h m et Bay l a r,F ahri O zkan.Appli cations of V entur i
pr i nciple to w ater aera tor system[J].Env iron m ental
F lui d M echanics,2006(6):341 357.
[8] 陆宏圻.射流泵技术的理论及应用[M].北京:水
利电力出版社,1989.1 8.
[9] 胡湘韩,阚瑞清.喷射泵技术及其应用[M].哈尔
滨:黑龙江科技出版社,1990.
[10] 龙新平,程茜,韩宁,等.射流泵最佳喉嘴距的数
值模拟[J].核动力工程,2008,29(1):35 38. [11] 朱建和,焦小彦.长梁山水电站液气射流泵的设
计与试验[J].水电站机电技术,2006,29(2):46
47.
[12] 梁爱国,刘景植,龙新平.射流泵内流动的数值模
拟及喉管优化[J].水泵技术,2003,(1):3 6.
作者简介:蒋林艳(1985 ),女,硕士研究生,研究方向是电力环境保护,通讯地址:400030重庆市重庆大学A区高压水射流研究室。
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。
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：
汽车单冷空调电控系统检修 一、实习目的及要求 掌握常见汽车空调制冷系统电控原理；掌握常用汽车空调电器元件的检测技术；掌握单风口空调系统线路连接技能；掌握常见汽车空调系统电控系统的检测及维修方法。 二、实习器材 1．仪器及工量具：电工通用工具、万用表、歧管压力表。 2．设备：单风口空调线路台架。 3．材料：制冷剂R134a、胶布、导线等。 三、实习容 1．利用空调线路台架实习单风口空调线路工作原理；掌握空调线路检测及检修方法。 2．掌握单风口空调线路连接技能及线路连接规。 3．掌握常用空调电控元件的检测及试验技术。 四、技能训练步骤及要点 （一）、单风口空调线路 1．单风口空调线路工作原理 图4-1 单风口空调线路工作原理图 它的工作过程简述如下：鼓风机开关有OFF（停止），L（低），M（中），H（高）四个档位。工作时有三种转速可供选择。通过改变线路中串联的电阻值，使加至鼓风机的电流及电压改变，从而实现转速的调节。在电路中串联的温度控制器，控制着蒸发器的温度。当温度达到调定值时，温控器动作，切断电磁离合器电源，压缩机停转；当温度上升后（一般上升2℃左右），温控器又自动闭合，接通电磁离合器电路，压缩机恢复工作，如此反复循环，将车温度控制在一个相对稳定的围。 2．利用空调台架实习单风口空调线路控制原理；认识空调电控元件的作用及布置情况；
学会操作控制面板。 （二）、空调常用电控元件的检修 1．温控器的检修 1）波纹管式温控器常见故障有感温包泄漏以及触点接触不好。其检修方法如下：（1）就车检修 ①当环境温度在2~5℃以下，空调系统不工作时，万用表测量A、B(见图4-2)两点，两点间应是不导通的，否则温控器有问题，应更换。 图4-2 温控器的测试 ②启动发动机，打开空调A/C开关，将功能键选在最大而将调风选取在“LO”位置，使蒸发器结霜，观察压缩机是否停转。若不能停转，证明温控器损坏，需更换。 （2）温控器的测试 ①拔下温控器的插头，拆下温控器，拆时小心划破感温管。 ②检查感温管是否完好，管的介质是否泄漏。 ③将温控器的感温管浸入一盛满冰水的杯中，当水温在2~5℃以下时测试A与B不通，而在4~5℃以上测试A与B应导通；否则更换温控器。 图4-3 电子式温控器图4-4 热敏电阻的测试2）电子式温控器的接线可参考图4-3，由于电子式温控器采用集成电路，不能进行静态检测。只能进行动态测量，测量一要注意用电子万用表，否则损坏空调放大器。检测步骤如下： （1）启动发动机，打开空调A/C开关，用电子万用表检查输出端有无电流输出，有则正常；无则应检修线路及空调放大器。 （2）检查正极端子是否有电压，搭铁线是否正常。若电源线正常而输出端无电流输出，则说明空调温控器有故障，应更换。
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 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 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
第六章汽车空调控制系统及配风方式6.1 手动调节的汽车空调系统 目前，大多数中级轿车都采用手动调节的汽车空调系统。该系统是依靠驾驶员拨动控制板上的各种功能键实现对温度、通风机构和风向、风速的控制。下面以国产BJ202l型汽车为例介绍手动调节的汽车空调系统。 6.1.1空调控制板 空调控制板安装在驾驶室前壁，由驾驶员操纵。板面布局如图5-1所示。 空调控制板上设有三个控制开关，分别是风机开关、空调方式选择开关和温度选择开关。 1．风机开关 风机开关设有四个不同的转速挡位，以控制风机四种不同的转速。风机为一直流电动机，其转速的改变是通过调整串入风机电路的电阻来实现的。 风机调速电阻安装在风机罩的左前方，裸露在风道内，与它串联的还有一个限温开关，当温度超过某一值时，开关断开。风机调速电阻如图5-2所示。 风机除在停用状态不工作外，在制冷、取暖及通风状态下均可工作。 2．空调方式选择开关 空调方式选择开关用于确定空调系统的功能，即要求空调是制冷、取暖、通风还是除霜。通过驾驶员拨动开关可处在七个不同的位置：0FF－停止位置；MAX
－最冷位置；NORM－中冷位置；BILEVEL－微冷位置；HEAT－取暖位置；VENT －通风位置；－除霜位置。另外，在控制板的后面，设有真空控制开关。当驾驶员操纵空调方式选择开关时，真空控制开关随之联动，通过改变真空通路控制真空驱动器来调节各风门的状态及热水阀的开度。 3．温度选择开关 温度选择开关是控制温度门的开关，用钢丝和温度门连接。温度选择当开关处于左半区(称之为冷风区)时，温度门关死通向加热器的风道，出来的空气是未经加热的空气。当开关处于右半区(称之为热风区)时，温度门打开通向加热器的风道，送入车内的空气是经过除湿后的暖空气。温度选择开关可在左右两半区无级连续调节，可停在任意位置，对应温度门也有确定的位置。 6.1.2真空系统执行元件 汽车空调系统的风门及热水阀一般都是由真空系统通过真空执行元件来进行控制。采用的执行元件有真空罐和真空驱动器。 1．真空罐 真空系统的真空源是来自发动机的进气歧管。随发动机的运行工况不同，进气歧管的真空度也相应不同。当怠速时，真空度最大；而上坡最大转矩时，真空度最小。其真空的绝对压力在10lPa～33.7kPa之 间变化。真空度的这种变化，将会影响真空系统 的调控工作。所以设定一个真空罐，其主要作用 是向系统提供稳定的真空压力，其次是储存真空， 使真空系统即使在发动机停止运行时，仍能保持 一定的真空度。 真空罐的构造如图5-3所示。由真空罐和真 空保持器两部分组成。真空罐是一个金属罐，里 面安装一个真空保持器。其工作原理如下所述。 真空罐7内的空心膜阀9和膜片6，将真空 罐分成三个腔室，中腔与发动机进气歧管相联， 右腔与真空执行系统相联，左腔与真空罐内腔相 连。当发动机的真空度较高时，将膜片6推开。由于发动机的真空度大于真空罐，空心膜阀9膨胀开时，气孔4被打开，则真空系统成一开口通路，真空度提高。当发动机进气歧管的真空度比真空罐的真空度小时，空心膜阀9外面压力将其压扁，封闭气孔4，保持罐内真空度。同时膜片6右移，封闭发动机歧管接口2，将真空系统和真空源分开，保持真空系统和真空罐的真空度，并保持真空系统原
（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 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)
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
车用内控式变排量压缩机控制逻辑的时域分析 作者：孙润昌仇文波 (上汽通用五菱汽车股份有限公司广西柳州545007) [摘要] 通过对内控式变排量压缩机各部件工作原理分析，得到变排量压缩机控制逻辑，再在时间域上对控制逻辑进行分解，从而弄清楚各部件工作的先后顺序，建立内控式变排量压缩机时域逻辑模型，对于提高内控式变排量压缩机的精确控制提供理论支持。 关键词：内控式变排量压缩机控制逻辑时域分析 1、前言 汽车空调压缩机可以分为定排量和变排量压缩机。定排量压缩机的排气量与汽车发动转速成正比关系，不能根据实际制冷要求自动改变输出功率。因此定排量压缩机不仅燃油经济性低，对车内热环境稳定也较差。变排量压缩机根据所设定温度自动调节功率输出，可以根据车内温度自动调节功率，保证车内温度恒定。变排量压缩机汽车空调制冷系统通过检测汽车内部负载变化实现对摇板角度、活塞行程改变，实现最小能耗下舒适的车内环境。变排量压缩机根据汽车负载实时调整，确保汽车内环境稳定前提下有效降低能耗。但是变排量压缩机汽车空调制冷系统长时间运行系统会振荡和结霜。 变排量压缩机控制算法复杂，尤其是内控式变排量压缩机，控制阀与空调系统膨胀阀之间无信息交互，开发前期系统匹配难度高，因此弄清楚变排量压缩机的控制逻辑至关重要。本文就内控旋转斜盘式变排量压缩机的控制逻辑进行时域分解，为该类压缩机的系统匹配提供数据支持。 2、内控式变排量压缩机结构简介 下图1为某典型结构的旋转斜盘式变排量压缩机剖视图。压缩机由离合器、前缸盖、汽缸体、驱动轴、后缸盖、旋转斜盘、滑履、活塞、控制阀等零部件组成；前缸盖和汽缸体内部形成曲柄腔，后缸盖具有吸气腔和排气腔并封闭汽缸体的后端，后缸盖上装有控制阀部件；前缸盖、汽缸体、后缸盖构成压缩机的外轮廓。 驱动盘（转子）固定在曲柄腔内的驱动轴上，当压缩机离合器吸合时，主轴驱动盘部件将随着皮带轮一起转动；旋转斜盘通过其中心孔安装在驱动轴上，斜盘通过铰链机构与驱动盘相联，当主轴驱动盘部件转动时将驱动旋转斜盘一起转动，同时旋转斜盘的倾角可在一定的范围内变化，从而引起活塞行程的变化，最终达到排量的变化。 图1
: 汽车空调自动控制系统设计 摘要 随着现代汽车技术的发展，汽车的空调技术已经很发展的成熟，可是随着社会的进步，人们对舒适性的要求也越来越来高了。由于人们的要求提高了，从而反应出现代汽车空调系统的几大缺点，需要进行改进。本设计就是根据几大缺点进行的改进设计，设计提供一种8位单片机为控制核心的汽车自动控制系统。 本文针对现代汽车的不足之处进行改进，采用8位单片机为核心，以数字温度传感器、车速传感器、发动机转速传感器作为测量元件，并实时监测、显示车内温湿度、车速和发动机转速，通过控制电路的通断来达到对汽车空调自动控制功能。另外本文还加了一个延时电路，来控制风扇后关闭。本文还阐述了汽车空调及系统的组成及原理，并完成总体硬件设计和软件的编写。 关键词：汽车空调自动控制, 单片机, 传感器 ， … 【
目录 ` 1 绪论 (1) 1．1 课题来源及产生背景 (1) 1．2 课题研究的目的及意义 (1) 1．3 课题研究的主要内容 (1) 1．4 本课题的主要任务 (1) 2 汽车空调及空调自动控制系统的概述 (2) 2．1 汽车空调的概述 (2) 2．2 汽车空调自动控制系统的工作原理 (3) ^ 3 汽车自动控制系统的总体设计方案 (4) 4 汽车空调控制系统的设计原则 (4) 5 主要设计硬件的选择 (5) 4．1 单片机AT89S52 (5) 4．1．1 主要性能 (5) 4．1．2 功能特性描述 (5) 4．1．3 引脚结构 (6) ' 4．1．4 方框图 (9) 4．2 数字温湿度传感器DHT11 (11) 4．2．1 DHT11的概述 (11) 4．2．2 传感器性能特点 (11)
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。
变排量压缩机工作原理
空调系统课程变排量压缩机 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。
空调系统课程 变排量压缩机 图5-1 可变排量压缩机内部结构 变排量压缩机工作原理 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，作用在活塞上的反作用力就使摆动盘倾斜一定角度，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，这就增加了作用在活塞背面的作用力，使摆动盘往回移动，减小了倾角，即减小了活塞行程（也就减小压缩机排量）。 若制冷负荷增加，压缩机吸气侧压力增加，当吸气侧压力超过了设定值，高的吸气压力使波纹管收缩，针阀下落，钢球落在球座上，将高压侧气体和摇板箱内气体的通道封死。这样就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打开，部分摇板箱的气体通向吸气侧，从而降低了摇板箱内压力，使压缩机排量增加。 反之，当制冷负荷减小，吸气压力降低到低于控制点时，波纹管膨胀，针阀把钢球向上推，使之离开球座。这样，高压气体就能通过控制阀进入摇板箱。结果是摇板箱内压力增加，从而减小压缩机排量。 在变排量压缩机制冷系统中，若制冷负荷不变，而发动机转速增加，则压缩机活塞行程减小，降低了压缩机的排量，使制冷剂流量保持不变。这样既满足了制冷负荷的要求，同时也降低了发动机的功耗。 可变排量压缩机的运行 图A 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 摇板箱压力返回 压缩机吸收压力 导向销和传动柄波纹管 控制阀总成
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910391413.X (22)申请日 2019.05.12 (71)申请人 苏州新智机电工业有限公司 地址 215101 江苏省苏州市吴中区木渎镇 木胥西路66-66号 (72)发明人 李江 陆新宇 史云龙 卢世军 (74)专利代理机构 南京君陶专利商标代理有限 公司 32215 代理人 沈根水 (51)Int.Cl. F16K 31/06(2006.01) F04B 27/14(2006.01) B01D 35/04(2006.01) (54)发明名称 一种可变排量压缩机用外控阀 (57)摘要 本发明提出的是一种可变排量压缩机用外 控阀，其结构包括可变排量压缩机用外控阀，其 结构包括线圈组件、动铁芯组件、定铁芯、导套、 壳体、阀杆、A过滤器、阀体和B过滤器；其中线圈 组件安装于壳体的顶部，动铁芯组件和定铁芯安 装于导套内部，导套安装于壳体内部空腔中，阀 体通过阀杆安装于壳体的底部；阀体的中部两侧 Pd进口处设有A过滤器，阀体的底部Pc出口外侧 设有B过滤器。优点：通过设置2组过滤器分别作 为粗过滤和精过滤，阻挡尺寸较大的杂质进入外 控阀，保证压缩机的正常工作，同时有效降低了 压缩机运动部件间磨损加剧、卡滞或咬死的风 险， 延长了压缩机的使用寿命。权利要求书1页 说明书2页 附图3页CN 110017395 A 2019.07.16 C N 110017395 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110017395 A 1.一种可变排量压缩机用外控阀，其结构包括线圈组件（1）、动铁芯组件（2）、定铁芯（3）、导套（4）、壳体（5）、阀杆（6）、A过滤器（10）、阀体（13）和B过滤器（14）；其中线圈组件（1）安装于壳体（5）的顶部，动铁芯组件（2）和定铁芯（3）安装于导套（4）内部，导套（4）安装于壳体（5）内部空腔中，阀体（13）通过阀杆（6）安装于壳体（5）的底部；阀体（13）的中部两侧Pd进口处设有A过滤器（10），阀体（13）的底部Pc出口外侧设有B过滤器（14）。 2.根据权利要求1所述的一种可变排量压缩机用外控阀，其特征是所述的壳体（5）的底部设有一圈凹槽，凹槽内设有1号O型圈（7）；所述的阀体（13）的外部自上而下设有2号O型圈（9）和3号O型圈（11）。 3.根据权利要求1所述的一种可变排量压缩机用外控阀，其特征是所述的阀杆（6）的外部套有复位弹簧（8）。 4.根据权利要求1所述的一种可变排量压缩机用外控阀，其特征是所述的阀体（13）的内部设有波纹管（12），波纹管（12）与阀杆（6）的底端连接。 5.根据权利要求1所述的一种可变排量压缩机用外控阀，其特征是所述的阀体（13）的Pc出口处的上方设置有一圈台阶结构，所述的过滤器（14）的孔口设有一圈卡扣，过滤器（14）通过卡扣与阀体（13）的台阶连接在一起。 2
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
汽车空调可变排量压缩机结构原理 内容简介：传统的压缩机排量是固定不变的，而现在许多新式空调系统采用了可变排气量的压缩机。在空调系统工作时，改变压缩机的排气量可以改变制冷量。 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。