第三章 制冷系统主要总成及部件

第三章制冷系统主要总成及部件

第一节压缩机

制冷有哪四大部件啊？蒸发器压缩机节流部件毛细管、热力膨胀阀、电子膨胀阀冷凝器一、压缩机的功能和要求对汽车空调压缩机提出了以下的要求：1）要求有足够的制冷能力，尤其是在怠速和低速运转。2）要求节能，尤其是在高速和超车行驶时，动力消耗太大，以免影响汽车正常行驶。3）要求体积小，质量轻，安装方便。4）要求性能优良，噪声小，工作可靠耐久，运转平稳。二、压缩机结构形式的演变分类如下

曲轴连杆式

转子式

螺旋式

汽车空调压缩机活塞式回转式径向活塞式轴向活塞式旋叶式涡旋时三角转子式同心旋叶式偏心旋叶式滚动活塞式摇盘式斜盘式三、压缩机的典型结构(一)曲轴连杆式曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成。曲柄连杆机构（1）机体组：气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱、汽缸套及油底壳（2）活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆（3）曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴根据气缸的布置形式如图所示有V型、W型、S型工作过程可分为：压缩、排气、膨胀和吸气四个过程图1图2（二）轴向活塞式

轴向活塞式可分为:摇盘式和斜盘式两种。

1摇盘式

摇盘式压缩机又称为摇板式压缩机，其最大的优点是工作平稳，结构紧凑，体积小，故目前在我国得以广泛应用。

活塞环为一圆环，环周上有一处切口，切口形式菜直口、斜口与搭口。斜口斜度为45度。活塞环的材质常用灰铸铁或合金铸铁。

结构:

这种压缩机是一种变排量的压缩机，它的结构与旋转斜盘式压缩机类似，通过斜盘驱动周向分布的活塞，只是将双向活塞变为单向活塞，并可通过改变斜盘的角度改变活塞的行程，从而改变压缩机的排量。压缩机旋转时，压缩机轴驱动与其连接的凸缘盘，凸缘盘上的导向销钉再带动斜盘转动，斜盘最后驱动活塞往复运动。工作过程:

压缩制冷剂的工作过程此处不再重复，这里主要介绍一下变排量的原理，这种压缩机可以根据制冷负荷的大小改变排量，制冷负荷减小时，可以使斜盘的角度减小，减小活塞的行程，使排量降低。负荷增大时则相反。下面以负荷减小为例来说明压缩机排量如何减小，制冷负荷的减小会使压缩机低压腔压力降低，低压腔压力降低可使波纹管膨胀而打开控制阀，高压腔的制冷剂便会通过控制阀进入斜盘腔，使斜盘腔的压力升高。2斜盘式1—活塞；2—止推轴承；3—驱动球；4—滑履；5—前阀板6—轴封；7—离合器轴承；8—衔铁板；9—皮带轮；10—线圈；11—前缸头；12—前轴承；13—斜盘；14—后轴承；15—吸油管；16—后阀板；17—后缸头；18—油泵；19—“O”型环工作原理：回转斜盘式压缩机是往复式双向活塞结构，又称双向斜盘式。它的工作原理是把装在主轴上的斜盘的回转运动变为双向活塞沿轴向的往复运动(如动画所示)。活塞以斜盘主轴为中心，在同一圆周上均布了三个(如活塞组件图所示)或五个。各活塞是通过斜盘两面的滑履和钢球而装配的。通过斜盘的回转，活塞在气缸进行往复运动。活塞的两边都是气缸，因而一个活塞起到双缸的作用，整个压缩机则起到六缸(或十缸)的作用；工作原理：（1）缸体两端都装有吸排气阀及气缸盖，两个缸体结合后形成吸排气两条通路；（2）斜盘式压缩机的润滑现倾向于采用飞溅润滑方式，即利用斜盘回转时使润滑油在离心力作用下飞溅到缸壁，然后落到轴上，在轴上及缸壁上设有导油孔道或挡油导槽。也有少数压缩机仍采用油泵强制性润滑，或利用吸排气压力差，进行差压式供油的方式。三、旋叶式主要部件有气缸、转子、叶片和前后端盖(或称前后轴承座)。从A向视图中看出，气缸1内壁近似呈椭圆形，转子2与气缸为同心配置(不是偏心转子)，转子上装有五片倾斜配置的铝制叶片4，叶片在转子槽中可以做往复运动。转子与气缸内壁有两个接触点，将气缸容积划分为两个月牙形空间，每个月牙形空间都设有吸气孔口和排气阀，因此气缸是双作用形式。转子旋转后叶片在离心力作用下甩出，使其叶片上端部紧贴气缸内壁，使月牙形空间又被分隔成若干扇形空间，这就是旋叶式压缩机的基元容积。随着转子的旋转，每个基元容积完成吸气、压缩和排气过程，转子旋转一周，基元容积完成两次吸气、压缩和排气过程，图中转子旋转一周可以实现十次吸、排气及压缩过程。旋叶式压缩机与滑片式压缩机的最大区别是转子与气缸是同心配置，转子完全平衡，所以转速可以很高，最高转速可达9000r/min。提高转速后可以使泄漏减少，也使机器的尺寸和质量减小。由于叶片是斜置，使叶片上端部与气缸内壁间的摩擦力及叶片两侧与槽间的摩擦力减小，故旋叶式压缩机的效率也提高了。图7-5是相同输气量下普通的滑片式与三片旋叶式压缩机性能曲线的比较，在1800r/min时，三片旋叶式的容积效率提高了11%，能耗降低4%，COP值提高15%。另外，旋叶式对工质的适应性很好，采用R134a后其优点更为突出。旋叶式压缩机又称为滑片式或刮片式压缩机。由于其结构紧凑，外形尺寸小、容积率高而得到广泛应用。（四)涡旋式涡旋式压缩机是一种新型压缩机，具有结构简单、效率高、噪声小、振动小等优点，被认为是最有前途的一种压缩机。涡旋式压缩机主要有定子、转子、机体、曲轴和防自转机构组成。涡旋式压缩机工作原理如图，其中，我想定子1和涡旋转子2的型线参数完全相同，只是两者在配合时正好错开180。当主轴旋转时，漩涡转子2将以回旋半径为a的圆作回旋运动，而不是以涡旋转子中心回旋，为此在吸气结束时，这对涡旋定子和转子将形成两个月牙形区域，其中最大的月牙区域VI在随之进行的压缩行程中体积被压缩到图所示的大小，同时涡旋定子1和涡旋转子2的外部又形成吸气容积I和V。随着涡旋转子2的继续转动，被压缩的月牙形区域的体积进一步减小到如图大小。其中的气态制冷剂将从位于涡旋中心的排气口排出，而外部又形成吸气容积II和III，如此周而复始地完成气态制冷剂的吸气、压缩和排气。涡旋式压缩机工作原理（五）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变排量压缩机结构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。1曲轴连杆式变排量压缩机2轴向活塞式变排量压缩机3旋叶式变量压缩机旋叶式变量压缩机的结构是在普通旋叶式压缩机的基础上加设了一条吸气槽，使之能根据发动机的转速的高低来自动调节压缩机排量长安汽车奔奔i，1.3JL474Q2长安CX30，1.6JL475QK长安CX30，2.0JL486Q2杰勋2.0CA20悦翔，1.5JL475Q7志翔，2.0JL486Q2吉利汽车金刚1.5MR479QA金鹰1.5MR479QA远景1.5JL4G15D远景1.8JL4G18中国龙1.5MR479QA中国龙1.8JL481Q自由舰1.3MR479Q自由舰1.5MR479QA四、压缩机的电磁离合器压缩机的电磁离合器是发动机和压缩机之间的一个动力传递机构，受空调开关、温度控制器、空调放大器、压力开关等控制，在需要时接通或切断发动机和压缩机之间的动力传递。当压缩机过载时时，电磁离合器还能起到一定的保护作用。如图所示汽车电磁离合器第二节冷凝器汽车空调系统冷凝器的结构形式主要有管片式、管带式和鳍片式三种。冷凝器的结构从管片式向管带式发展，并主要向平行流动式发展。层叠式和平行流动式的内部结构又在不断发展，以利于进一步提高换热效率和减轻重量，平行流动式冷凝器从单元平行流动式发展成多元平行流动式。由于采取减薄管片厚度、增加管子内肋片、翅片开切口、改变翅片形状及开口角度等措施，加大了翅片散热面积，强化了气侧和液侧的热交换效率。上述发展，使冷凝器尺寸和质量大幅度降低（一）管片式那是用翅片管做的换热器，管子上带直列型或环形翅片，所以也叫管片式换热器。（二）管带式管带式换热器是由扁管加工成蛇管。为了提高其承压能力在蛇管内加肋。为了提高管内换热，目前还有把通道做成锯齿形，以增加管内换热面积和增加扰动。

优点：1.从传热和阻力观点看，扁管的水力半径小。

2.从结构和工艺看，蛇管可大大减少焊接弯头，工艺简单，且减少可能的泄漏点，提高了可靠性。

3.从材料看，为全铝材构成，重量轻，成本低（三）鳍片式冷凝器结构图如图2-47所示。鳍片式冷凝器（三）平行流动式冷凝器兰博基尼汽车兰博基尼汽车公司（AutomobiliLamborghiniS.p.A.）是一家坐落于意大利圣亚加塔·波隆尼（Sant'AgataBolognese）的跑车制造商，公司由费鲁吉欧·兰博基尼在1963年创立。早期由于经营不善，于1980年破产；数次易主后，1998年归入奥迪旗下，现为大众集团（VolkswagenGroup）旗下品牌之一。兰博基尼的标志是一头充满力量、正向对方攻击的斗牛，与大马力高性能跑车的特性相契合，同时彰显了创始人斗牛般不甘示弱的个性。第三节蒸发器通常汽车空调系统中采用的蒸发器典型结构主要有管片式、管带式、层叠式三种。（1）蒸发器其按结构分管片式、管带式、和层叠式等。管片式蒸发器如图2-49所示，它由铜质或铝质圆管套上铝翅片组成，经胀管工艺使铝翅片与圆管紧密相接通。②管带式蒸发器如图2-50所示，管带式蒸发器由多孔扁管与蛇形散热铝带焊接而成。③层叠式蒸发器如图2-51所示，层叠式蒸发器由两片冲成复杂形状的铝板叠在一起组成制冷剂通道，每两片通道之间夹有蛇形散热铝带。⑤蒸发器与冷凝器的区别蒸发器是利用制冷剂的蒸发吸热作用，吸收车内空气中的热量，使车内空气温度降低。同时，液态制冷剂进入蒸发器后，制冷剂在蒸发器盘管内沸腾汽化由液态蒸发成气态。而冷凝器则是散发制冷剂蒸气的热量，使制冷剂由高温的气态凝结成中温的液态。第四节、节流膨胀装置外平衡式热力膨胀阀

它主要由上阀体、下阀体、阀针、弹簧、薄膜、感温包、外平衡管接头等组成

它主要由弹簧、薄膜、感温包、外平衡管接头等组成。

（一）热力膨胀阀（一）内平衡式热力膨胀阀内平衡式膨胀阀结构和工作原理：感温包内充注制冷剂，放置在蒸发器出口管道上，感温包和膜片上部通过毛细管相连，感受蒸发器出口制冷剂温度，膜片下面感受到的是蒸发器入口压力。如果空调负荷增加，液压制冷剂在蒸发器提前蒸发完毕，则蒸发器出口制冷剂温度将升高，膜片上压力增大，推动阀杆使膨胀阀开度增大，进入到蒸发器中的制冷剂流量增加，制冷量增大；如果空调负荷减小，则蒸发器出口制冷剂温度减小，以同样的作用原理使得阀开度减小，从而控制制冷剂的流量。热力膨胀阀的工作原理(1)外平衡式膨胀阀结构

①膜片所处的位置决定膨胀阀的开度，而膜片锁车位置决定于膜片的受力情况

②膨胀阀工作时膜片受到三个力：A.膜片上方感温包内的压力；B.冷凝器过来的液态制冷剂的压力；C.弹簧预紧力.③三个力处平衡状态时，从阀门流过制冷剂量一定。

④膨胀阀的压力弹簧可以人工调节，当车箱温度降不下来时，可以将弹簧调软些。蒸发器（三）H型热力膨胀阀①H阀的结构

H型膨胀阀是一种整体型膨胀阀，又称块阀。

H阀的结构有好几种，有的彻底取消了感温包如图2-56所示，有的将感温包缩到阀体内的回气通路上，如图2-57所示，从而提高了阀的工作灵敏度，但这种阀加工难度较大。有些H阀还带有低压保护开关和垣温器（如图2-58所示），该恒温器的温度传感器不是夹在蒸发器管片上，而是插入蒸发器出气管中的一个凹坑里，这个凹坑中放有润滑脂以增强感温管的感温能力。在有些系统中，在恒温器上还加有控制按钮，可让驾驶员根据需要增加或减少制冷量。型H膨胀阀工作原理图电子膨胀阀一