第四章汽车空调制冷系统主要部件(参考文献：张蕾主编，汽车空调.)4.1汽车空调制冷压缩机4.1.1汽车空调制冷压缩机概况汽车空调压缩机是汽车制冷系统的心脏，是推动制冷剂在制冷系统中不断循环的动力源，变排量压缩机还起着根据热负荷大小调节制冷剂循环量的作用。一、汽车空调对配置制冷压缩机的要求汽车空调制冷压缩机主要采用容积式压缩机。汽车空调压缩机的动力，大部分来自汽车发动机。因此根据汽车本身的特点，对应用的压缩机提出如下要求：1)汽车低速行驶时，应具有较强的制冷能力；在高速时，有较低的功率消耗。其目的是同时满足汽车空调低速时的舒适性和汽车高速时的动力性要求。2)体积小、重量轻。目的是减轻汽车自重，提高汽车的动力性和经济性。3)经久耐用、耐寒、耐高温、易损零件少。因为汽车是在恶劣环境下运行的机器，且压缩机又靠近发动机，因此有上述要求。4)工作稳定、噪声小。既要求压缩机起动转矩小，不破坏发动机的稳定工况，又要求压缩机本身的震动小，噪声小。5)制造容易，价格低廉。二、汽车空调制冷机的性能指标在压缩机的性能指标中，主要有排气量、制冷量、输入功率、净重和容积效率。压缩机的排气量是指在单位时问里，所排出的蒸气量转换成吸气状态时输出的体积大小。单位用m3或L／h表示。对于汽车空调压缩机而言，由于发动机工况不断变化，压缩机的转速亦不断变化，所以用每一个循环的排气量作为排气量指标，即Vh=ΠD2SZ／4(2-3)式中Vh——压缩机一个循环的排气量，单位为cm3／r；D——气缸直径，单位为cm；S——活塞行程，单位为cm；Z——气缸数。由于实际的排气量受到排气阀门的阻力、余隙容积、等熵指数、制冷剂泄漏及运行工况等因素影响，实际排气量永远小于理论值。这样可用容积效率来表示二者的关系λ=V'h／Vh(2-4)式中λ——压缩机的容积效率，又称输气系数；V'h——实际排气量。压缩机的制冷量Q为Q=Meγ=AλVhγ／CV(2-5)式中Q——每转的制冷量，单位为w／r；Me——每转的排气质量，单位为kg；γ——制冷剂每lkg的汽化潜热，单位为J／kg；λ——压缩机的输气系数；CV——制冷剂在吸气状态的比体积，单位为m3／kg；Vh——理论排气量，单位为m3／h。要计算汽车空调压缩机每小时的制冷量，必须规定空调压缩机的标准工况。对汽车空调压缩机而言，其标准工况为：压缩机转速1800r／min，冷凝器表面温度为55℃，冷凝器进口干球温度为67℃，湿球温度为59．5℃，风扇高速转动。三、汽车空调制冷压缩机应用概况目前正式应用在汽车空调上的压缩机不少于30多种，按其运动形式和主要零部件形状，压缩机分类如下：各类压缩机的应用情况如下：1)曲轴连杆式压缩机是使用时间最早、最长的第一代产品。中型曲轴连杆式压缩机仍在公共汽车和旅游客车上大量应用。2)翘板式和斜板式活塞压缩机是第二代产品。它的优点是没有连杆，主轴上惯性较小、结构紧凑。从1953年至今，汽车空调仍以它为主。3)径向活塞压缩机虽然20世纪70年代便已问世，但在应用过程中，遇到了回转式压缩机的竞争，所以这种压缩机至今没有得到应有的重视。以上这几种压缩机均属于往复活塞式压缩机。往复活塞式压缩机共同的特点是活塞作往复运动。所以运动惯性力大，转速的提高受到了限制。在相同体积下与其他制冷机比较，其制冷量小、振动大、容积效率较低。特别是惯性力对转速的限制，是它们可能被旋转式压缩机所取代的根本原因。4)旋叶式、滚动活塞式、三角转子式和螺杆式压缩机可以称为第三代产品。它们的共同特点是容积系数较高，都需要大量的粘度较高的冷冻油润滑和密封，所以润滑系统较复杂。5)涡旋式压缩机为第四代。其特点是基本具备了汽车对空调压缩机提出的要求和特性，是一种最有前途的压缩机。目前应用在轿车上的一些型号已全面地显示了其优越性，但其在大型客车上的应用还有一段距离。为了保护地球的有限资源、减少环境污染，各国对汽车的每100km耗油量都作出严格的限制。加装空调后，汽车油耗增加7％～10％，因此节能型汽车空调压缩机是今后的发展方向。很显然，在高速下，调节压缩机的制冷输出量、降低发动机的能量消耗、保证汽车具有优良的动力性和车内的舒适性，以及降低油耗，是当今各类型压缩机开发研制的方向。变容量压缩机便是根据上述要求提出来的。它可以根据发动机的转速、车内的温度自动调节压缩机的容量。4.1.2汽车空调定容量压缩机结构及工作原理压缩机的理想工作过程可用如图2-8所示的P-V图来表示。纵坐标表示压力P，横坐标表示活塞移动时在气缸中形成的容积V。在图2-8中：4-l表示吸气过程。活塞从上止点开始向右移动，吸气阀打开，在压力p1下吸入制冷剂。此时，压力为p1的制冷剂对活塞作功，其值等于