雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)及其試驗(yàn)研究

耿希

摘要：本文主要介紹了雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)，重點(diǎn)介紹了雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)及其試驗(yàn)兩方面的內(nèi)容。雙動(dòng)力空調(diào)壓縮機(jī)不僅可以滿足汽車空調(diào)系統(tǒng)的需求，還可以降低能量消耗和有害氣體排出量。通過集成化設(shè)計(jì)之后的參數(shù)以及各項(xiàng)指數(shù)都可以達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，這樣可以為空調(diào)壓縮機(jī)試驗(yàn)的順利進(jìn)行提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：雙動(dòng)力汽車；空調(diào)壓縮機(jī)；設(shè)計(jì)；試驗(yàn)

1雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)介紹

1.1空調(diào)壓縮機(jī)的總體設(shè)計(jì)

雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)是指將熱和電都作為動(dòng)力來源的壓縮機(jī)，雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)有兩種不同的驅(qū)動(dòng)方式，分別是發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)，基本的設(shè)計(jì)原理如圖1所示。如果壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式為電力驅(qū)動(dòng)，那么電機(jī)運(yùn)行的電力來源為一般為蓄電池，電機(jī)正常運(yùn)行，壓縮機(jī)就可以進(jìn)行正常的制冷工作，在這種情況下，離合器處于空轉(zhuǎn)的狀態(tài)，因此發(fā)動(dòng)機(jī)沒有負(fù)載，即便發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，那么空調(diào)仍然可以正常的運(yùn)行。如果壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式為發(fā)動(dòng)機(jī)工作，那么壓縮機(jī)的運(yùn)行需要發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)帶來實(shí)現(xiàn)，在這種驅(qū)動(dòng)方式下，空調(diào)壓縮機(jī)的運(yùn)行不會(huì)受到電機(jī)的影響。

1.2空調(diào)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了能夠?qū)崿F(xiàn)雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)在兩種不同運(yùn)行模式下的正常工作，本次設(shè)計(jì)針對(duì)空調(diào)壓縮機(jī)的殼體、電機(jī)殼體、渦旋盤以及離合器等不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了集成化的設(shè)計(jì)。為了能夠?qū)φ麄€(gè)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行簡(jiǎn)化，本次壓縮機(jī)設(shè)計(jì)工作中所采用的離合器和渦旋盤與原有的空調(diào)壓縮機(jī)保持一致，設(shè)計(jì)工作的主要任務(wù)為完成對(duì)端蓋、偏心軸以及殼體的改進(jìn)和優(yōu)化。

1.3控制雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)運(yùn)行的有效策略

本文所設(shè)計(jì)和研究的雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)所使用的空調(diào)系統(tǒng)控制器適用于某種小型的電動(dòng)汽車，這種空調(diào)控制器具備的兩個(gè)臨界電壓值分別為70V和78V，對(duì)這種控制器進(jìn)行改進(jìn)可以實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)動(dòng)力的轉(zhuǎn)換，直流電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)可以通過離合器輪換著為壓縮機(jī)的運(yùn)行提供動(dòng)力。當(dāng)汽車中的空調(diào)系統(tǒng)被啟動(dòng)時(shí)，空調(diào)控制器首先會(huì)對(duì)電池具有的電壓值進(jìn)行檢測(cè)，如果電壓值大于臨界值78V，那么離合器就會(huì)一直保持分離狀態(tài)，此時(shí)壓縮機(jī)運(yùn)行的動(dòng)力來源于蓄電池的供電。如果電池的電壓值小于或等于臨界值78V，那么離合器就會(huì)閉合，此時(shí)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)行的設(shè)備為發(fā)動(dòng)機(jī)，在這種情況下，空調(diào)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地發(fā)出低壓報(bào)警。

1.4雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)

完成了雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)各項(xiàng)結(jié)構(gòu)的集成化設(shè)計(jì)之后，得到空調(diào)壓縮機(jī)的各項(xiàng)具體參數(shù)分別如下：壓縮機(jī)的排量為每轉(zhuǎn)60毫升，最大的瞬時(shí)速度可以達(dá)到每分鐘10000轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)正常的運(yùn)行速度一般在每分鐘900轉(zhuǎn)到8000轉(zhuǎn)之間，加注機(jī)油的量為110毫升，潤(rùn)滑油為PAG56，制冷劑為R134a，離合器的工作電壓和最低工作電壓分別為12V和8.5V。

2雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)說明

2.1空調(diào)壓縮機(jī)綜合性能的試驗(yàn)

對(duì)雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)的綜合性能進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，所涉及到的參數(shù)分別有：壓縮機(jī)的排量為每轉(zhuǎn)60毫升，冷凝器的通風(fēng)面積為0.198平方米，離合器旋轉(zhuǎn)的方向?yàn)轫槙r(shí)針等。試驗(yàn)時(shí)需要滿足的環(huán)境條件分別有：壓縮機(jī)的吸氣壓力為0.20兆帕，吸氣溫度為10.00攝氏度，排氣壓力為1.45兆帕，蒸發(fā)器室的干球溫度和濕球溫度分別為27攝氏度和19.50攝氏度等。只有在合適的條件下，空調(diào)壓縮機(jī)綜合性能的試驗(yàn)才能順利完成，所得到的數(shù)據(jù)才更具準(zhǔn)確性和說服力。通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過集成化設(shè)計(jì)的雙動(dòng)力空調(diào)壓縮機(jī)所具備的性能基本上符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，因此，將雙動(dòng)力空調(diào)壓縮機(jī)安裝到汽車的空調(diào)系統(tǒng)中是非常可行和值得推廣的。

2.2空調(diào)壓縮機(jī)環(huán)境模擬試驗(yàn)

進(jìn)行雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)環(huán)境模擬試驗(yàn)時(shí)，所采用的試驗(yàn)方法為對(duì)比試驗(yàn)，首先試驗(yàn)的對(duì)象為將渦旋式壓縮機(jī)作為空調(diào)壓縮機(jī)的汽車，其次再對(duì)雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。在進(jìn)行試驗(yàn)的過程中，試驗(yàn)人員必須要將環(huán)境布置到最佳，其中壓力和溫度兩項(xiàng)最為重要的因素一定要符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。溫度的采集點(diǎn)分別有：副駕駛處的呼吸點(diǎn)、中排座椅處的呼吸點(diǎn)、駕駛座處的呼吸點(diǎn)、發(fā)動(dòng)機(jī)油等。壓力采集則包括空調(diào)壓縮機(jī)低壓管路中的壓力數(shù)值以及高壓管路中的壓力數(shù)值。通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)在運(yùn)行的過程中，汽車內(nèi)部環(huán)境的各項(xiàng)數(shù)據(jù)與原本的空調(diào)壓縮機(jī)數(shù)據(jù)基本上是一致的，也就是說，采用雙動(dòng)力空調(diào)壓縮機(jī)的空調(diào)系統(tǒng)依舊可以照常運(yùn)行，因此可以用雙動(dòng)力空調(diào)壓縮機(jī)對(duì)原來的壓縮機(jī)進(jìn)行替換。

3小結(jié)

本文所介紹的雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)分別有：空調(diào)壓縮機(jī)的總體設(shè)計(jì)、空調(diào)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)運(yùn)行的有效策略以及壓縮機(jī)的相關(guān)參數(shù)。通過雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)的各項(xiàng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雙動(dòng)力空調(diào)壓縮機(jī)的各項(xiàng)性能都符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可以達(dá)到汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷和制熱需求。

參考文獻(xiàn)

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[2]趙豐. 熱/電雙動(dòng)力汽車空調(diào)壓縮機(jī)開發(fā)研究[D].天津科技大學(xué)，2016.

（作者單位：南京奧特佳新能源科技有限公司）