空調(diào)壓縮機(jī)油分離技術(shù)的應(yīng)用

孫強(qiáng)，徐慶春，丁瑋（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

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空調(diào)壓縮機(jī)油分離技術(shù)的應(yīng)用

孫強(qiáng)，徐慶春，丁瑋
（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

摘要：文章建立了空調(diào)系統(tǒng)仿真模型，通過(guò)對(duì)壓縮機(jī)功耗仿真與試驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)比油分離技術(shù)節(jié)能效果。通過(guò)驗(yàn)證，環(huán)境25℃工況，節(jié)油效果19.2％，相對(duì)整車節(jié)油約2.64％。取得了較好的節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞：空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能；壓縮機(jī)油分離

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.05.004

CLC NO.: U467.3Document Code: BArticle ID: 1671-7988 (2016)05-68-02

引言

隨著環(huán)境污染日益嚴(yán)重，國(guó)家對(duì)汽車制定更加嚴(yán)格的排放法規(guī)，根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》，我國(guó)乘用車平均燃料消耗量水平在2020年下降至5L/100km左右?？照{(diào)系統(tǒng)做為除發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱之外的第三大能源消耗部件，高效、節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)研發(fā)對(duì)降低燃油消耗及提升顧客價(jià)值有非常重要的意義。

根據(jù)目前研究，節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)主要措施有：①.同軸管（IHX）應(yīng)用，空調(diào)系統(tǒng)性能可提升約15％，COP提升約20％，節(jié)省油耗約18％；②.變排量壓縮機(jī)應(yīng)用，其節(jié)能效果也達(dá)20％以上。其中以外控式變排量壓縮機(jī)節(jié)能效果更好。以上技術(shù)有很好的節(jié)油效果，但會(huì)帶來(lái)較高成本增加。

本文通過(guò)對(duì)空調(diào)油分離技術(shù)分析及研究，尋找油耗、成本相對(duì)平衡的方案，為空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能提供一種思路、方法。

1、空調(diào)系統(tǒng)油分離技術(shù)及設(shè)計(jì)思路

空調(diào)系統(tǒng)油分離（以斜盤式壓縮機(jī)為例）主要壓縮機(jī)內(nèi)設(shè)計(jì)離心結(jié)構(gòu)。氣體和潤(rùn)滑油進(jìn)入分離孔，壓縮機(jī)周旋轉(zhuǎn)油粒與孔壁撞擊，通過(guò)離心作用，油從氣體中分離出來(lái)。

圖1　空調(diào)壓縮機(jī)油分離結(jié)構(gòu)示意

其作用將系統(tǒng)中的潤(rùn)滑油主要控制在壓縮機(jī)內(nèi)，降低潤(rùn)滑油在散熱器表面的附著量，提升系統(tǒng)效率。

基于效率提升，基于系統(tǒng)性能基本不變的條件下，通過(guò)降低壓縮機(jī)排量，進(jìn)一步達(dá)到降低空調(diào)系統(tǒng)能耗的目的。

2、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

基于以上思路，在某款SUV車型進(jìn)行對(duì)比研究：

原方案： 最大排量165CC變排壓縮機(jī)；

優(yōu)化方案：最大排量140CC變排壓縮機(jī)。

3、系統(tǒng)建模

基于AMESim建立空調(diào)系統(tǒng)仿真模型。

圖2　空調(diào)系統(tǒng)仿真模型

由于仿真軟件限制，無(wú)法對(duì)潤(rùn)滑油影響分析，因此涉及制冷性能，后期通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證。

設(shè)置環(huán)境溫度25℃，NEDC循環(huán)工況，內(nèi)循環(huán)，鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置2檔風(fēng)量，無(wú)光照條件。對(duì)比兩種方案壓縮功耗。

表1　空調(diào)系統(tǒng)功耗對(duì)比

經(jīng)對(duì)比采用140CC壓縮機(jī)在此工況下比165CC壓縮機(jī)功耗降低約24％。

4、試驗(yàn)驗(yàn)證

4.1油耗對(duì)比驗(yàn)證

參考《乘用車燃料消耗限值》采用NEDC循環(huán)工況，分別測(cè)量開(kāi)、關(guān)空調(diào)油耗。由于環(huán)境溫度及系統(tǒng)壓力對(duì)空調(diào)油耗有較大影響，本次驗(yàn)證試驗(yàn)在環(huán)境倉(cāng)中進(jìn)行，環(huán)境溫度是設(shè)定為25℃、無(wú)光照條件，濕度40％，鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置2檔。

表2　整車開(kāi)空調(diào)油耗對(duì)比

由于空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)飾蓄冷/熱對(duì)空調(diào)降溫影響比較大，會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)一致性，重復(fù)性較差。本次試驗(yàn)在試驗(yàn)開(kāi)始階段，怠速30min，開(kāi)空調(diào)進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱后開(kāi)始NEDC循環(huán)工況。經(jīng)多輪試驗(yàn)驗(yàn)證，此方法油耗一致性偏差＜3％。本次試驗(yàn)采用此方法，數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

經(jīng)驗(yàn)證，NEDC循環(huán)工況，空調(diào)系統(tǒng)節(jié)油19.2％。相對(duì)整車節(jié)油約2.64％。

4.2降溫性能對(duì)比驗(yàn)證

由于壓縮機(jī)排量降低，有可能影響怠速工況降溫性能，因此開(kāi)展性能對(duì)比驗(yàn)證。

降溫性能驗(yàn)證，環(huán)境溫度43℃，光照條件1000 W/m2，駕駛室溫升至60℃，按照《QC/T 658汽車空調(diào)整車降溫性能試驗(yàn)方法》工況進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　降溫性能對(duì)比

經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，系統(tǒng)降溫性能比原系統(tǒng)略高約1℃。

由于，但總體降溫性能較好，經(jīng)評(píng)價(jià)滿足要求。

5、總結(jié)

本文對(duì)空調(diào)壓縮機(jī)油分離技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，通過(guò)此技術(shù)并適宜降低排量方案，在空調(diào)系統(tǒng)中進(jìn)行系統(tǒng)建模驗(yàn)證：

(1)采用油分離技術(shù)，并降低壓縮機(jī)排量可以有效降低空調(diào)系統(tǒng)能耗；

(2)此方案可能會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)降溫性能略降低，需對(duì)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)，如需降溫更好，建議再匹配同軸管對(duì)制冷效果提升，并可進(jìn)一步降低能耗；

(3)本文對(duì)空調(diào)系統(tǒng)整車油耗驗(yàn)證方法，經(jīng)多輪驗(yàn)證具有較好一致性，具有一定參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]QC/T 658-2000 汽車空調(diào)整車降溫性能試驗(yàn)方法.

[2]節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年).

[3]乘用車燃油消耗限制.

Research and Application of Compressor oil separation technology

Sun Qiang, Xu Qingchun, Ding Wei
( Anhui Jianghuai Automobile Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

Abstract:This paper established the air conditioning system simulation model, the compressor power consumption by simulation and experimental verification, compared to oil separation technology energy-saving effect. Verified,Environment 25 ℃ conditions, fuel efficiency of 19.2％, relative to vehicle fuel economy of about 2.64％. Achieved good energy saving effect.

Keywords:Energy-saving in AC Sycstem; Compressor oil separation

中圖分類號(hào)：U467.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-7988 （2016）05-68-02

作者簡(jiǎn)介：孫強(qiáng)，就職于安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心。