渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)簡(jiǎn)介

南京奧特佳冷機(jī)有限公司渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)簡(jiǎn)介渦旋式壓縮機(jī)是自上世紀(jì)八十年代發(fā)展起來的一種高效率、低噪音、高可靠性壓縮機(jī)。憑借著這些優(yōu)點(diǎn)，渦旋式壓縮機(jī)在制冷行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于家用空調(diào)，中央空調(diào)、汽車空調(diào)，空氣壓縮等各個(gè)領(lǐng)域。在汽車空調(diào)領(lǐng)域中，渦旋式壓縮機(jī)被稱為第三代壓縮機(jī)，正在以其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的斜盤式壓縮機(jī)和旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)在制冷系統(tǒng)中的卓越性能表現(xiàn)，使得時(shí)隔20年的今天，它依然是專家學(xué)者研究的熱點(diǎn)。從家用空調(diào)認(rèn)識(shí)渦旋式壓縮機(jī)1、認(rèn)識(shí)渦旋式壓縮機(jī)國內(nèi)大部分用戶對(duì)渦旋式壓縮機(jī)的認(rèn)識(shí)，可能首先是從家用空調(diào)開始的。家用空調(diào)壓縮機(jī)經(jīng)歷了活塞式、旋轉(zhuǎn)式、渦旋式等幾個(gè)發(fā)展階段?；钊健⑿D(zhuǎn)式壓縮機(jī)目前多用于窗機(jī)、分體機(jī)等匹數(shù)較低的機(jī)型。而柜機(jī)由于其系數(shù)較高，活塞式、旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)已不能充分滿足其整機(jī)匹配的需要，只有采用渦旋式壓縮機(jī)才能保持較高的熱效率和能效比。2、渦旋式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)渦旋式壓縮機(jī)的能效比高（高效率），意味著與其他壓縮機(jī)相比，在提供相同制冷量的情況下，渦旋式壓縮機(jī)耗功要小得多，也就是節(jié)能，對(duì)于家用空調(diào)而言就是省電。渦旋式壓縮機(jī)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是噪音低，一般比活塞式壓縮機(jī)低3～5dB(A)，是家用靜音空調(diào)的基礎(chǔ)。渦旋式壓縮機(jī)的再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是可靠性高。設(shè)計(jì)原理和較少的零部件為其高可靠性提供了充分的保證。功耗、噪音、可靠性是用戶對(duì)家用空調(diào)選擇的重要依據(jù)。由于渦旋式壓縮機(jī)具有的高能效比、低噪音和高可靠性等諸多優(yōu)點(diǎn)，渦旋式壓縮機(jī)已經(jīng)越來越多的被用于家用空調(diào)系統(tǒng)和中央空調(diào)系統(tǒng)。在中、大型中央空調(diào)機(jī)組上，一個(gè)明顯的趨勢(shì)就是應(yīng)用螺桿和渦旋技術(shù)?；钊麢C(jī)在3年前還處于主導(dǎo)地位，現(xiàn)在的市場(chǎng)份額卻急劇下降到10%左右。世界上第一臺(tái)渦旋式壓縮機(jī)于1983年由日立發(fā)明制造，在世界上被公認(rèn)為渦旋式壓縮機(jī)的“鼻祖”。其專利變頻渦旋式壓縮機(jī)及其一直領(lǐng)先的制造技術(shù)在日本被公認(rèn)為該領(lǐng)域的標(biāo)志。家用空調(diào)的節(jié)能技術(shù)主要有變頻系統(tǒng)和數(shù)碼渦旋系統(tǒng)。例如日立采用的變頻渦旋系統(tǒng)和美國谷輪公司擁有的數(shù)碼渦旋系統(tǒng)。如果將我國的空調(diào)全部換成變頻空調(diào)，則空調(diào)的平均年效率至少提高30%，每年可為國家節(jié)約480億元。而數(shù)碼渦旋技術(shù)每年又可比變頻系統(tǒng)節(jié)能40%，其節(jié)能的效果可想而知。3、發(fā)展和趨勢(shì)通過以上介紹可以知道，渦旋式壓縮機(jī)及其控制技術(shù)已經(jīng)被越來越多的使用在家用或中央空調(diào)系統(tǒng)中。正是由于市場(chǎng)的這種發(fā)展趨勢(shì)，美國谷輪公司已在蘇州投資興建年產(chǎn)100萬臺(tái)的柔性渦旋壓縮機(jī)廠，已正式投產(chǎn)。該廠與谷輪在美國本土上的幾家工廠規(guī)模相當(dāng)，同屬于全世界最大的渦旋壓縮機(jī)制造廠。其產(chǎn)品將供應(yīng)中國和亞太地區(qū)幾乎所有的主要家用空調(diào)制造商。汽車空調(diào)壓縮機(jī)的發(fā)展汽車空調(diào)壓縮機(jī)的幾個(gè)發(fā)展階段：①．活塞式壓縮機(jī)在汽車空調(diào)上使用的主要是斜盤式（活塞）壓縮機(jī)，主要分為5缸機(jī)、7缸機(jī)和10缸機(jī)。代表產(chǎn)品有：日本電裝的10(S)P系列(10缸機(jī))，如10P20C（南京IVECO）、10S11C（原夏利威樂轎車）。上海三電貝洱的5H14(5缸機(jī))、7H15(7缸機(jī))、BX11(10缸機(jī))、7V16(變排量7缸機(jī))、6V12(變排量6缸機(jī))。氣口閉合時(shí)的位置，也就是圖三中第1個(gè)圖所示的位置，為動(dòng)盤運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，當(dāng)動(dòng)盤沿軌道運(yùn)動(dòng)到圈（），也就是圖三中第2個(gè)圖所示的位置，吸氣腔逐漸擴(kuò)大，氣體逐漸被吸入到吸氣腔。當(dāng)動(dòng)盤轉(zhuǎn)到（）位置，也就是圖三中第5個(gè)圖所示的位置，吸氣口閉合，吸氣過程結(jié)束，封閉后的吸氣腔變?yōu)閴嚎s腔。隨著動(dòng)盤的繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)（如圖中第6，7，8個(gè)圖所示），壓縮腔內(nèi)的氣體逐漸被壓縮。當(dāng)動(dòng)盤運(yùn)動(dòng)到第三圈（），也就是圖三中第9個(gè)圖所示的位置，壓縮腔與排氣腔連通，組成新的排氣腔。隨著動(dòng)盤繼續(xù)沿軌道向前移動(dòng)，如圖三中第11，12，13個(gè)圖所示，排氣腔逐漸縮小，氣體被排到背壓腔，如果有排氣閥，腔內(nèi)氣體要被壓縮至壓力大于背壓腔的壓力時(shí)，才可頂開排氣閥，排到背壓腔，然后通過背壓腔上的壓縮機(jī)排氣口排出壓縮機(jī)。圖三渦旋式壓縮機(jī)的工作過程演示圖如果我們只觀察吸氣口，那么在每一周的開始，吸氣口總是由閉合開始逐漸打開，隨著動(dòng)盤向前運(yùn)動(dòng)，吸氣腔越來越大，越來越多的氣體被吸入。在一周的結(jié)束點(diǎn)，也就是下一周的開始點(diǎn)，吸氣腔吸足了氣體，開始封閉，變?yōu)閴嚎s腔。隨著吸氣口的再次打開，又將形成一對(duì)新的半月牙形的吸氣腔。所以渦旋式壓縮機(jī)在每一周都有一對(duì)月牙腔在吸氣。如果我們只觀察壓縮腔，在每一周的開始一個(gè)新的壓縮腔都由上一周的吸氣腔轉(zhuǎn)變而來，并隨動(dòng)盤向前運(yùn)動(dòng)而縮小，實(shí)現(xiàn)氣體壓縮。在一周的結(jié)束點(diǎn)，也就是下一周的開始點(diǎn)，壓縮腔與排氣腔相連。所以渦旋式壓縮機(jī)在每一周都有一對(duì)月牙腔在壓縮氣體。如果我們只觀察排氣腔，在每一周的開始，排氣腔的體積最大，并隨動(dòng)盤向前運(yùn)動(dòng)而縮小，氣體通過靜盤的排氣口逐漸被排到背壓腔。如果有排氣閥，氣體則被壓縮至壓力高于排氣閥外的壓力后，才可以頂開閥片排到背壓腔。在一周的結(jié)束點(diǎn)，也就是下一周的開始點(diǎn)，排氣腔的體積減到幾乎為零，氣體基本被全部排出，然后與上一周的壓縮腔相連，形成新的排氣腔。所以渦旋式壓縮機(jī)在每一周都有一個(gè)腔在排出氣體。由以上描述可知，a.氣體從開始吸入到完全排出，動(dòng)盤需要運(yùn)轉(zhuǎn)三周。b.動(dòng)盤運(yùn)動(dòng)的每一周，同時(shí)存在吸氣過程，壓縮過程，排氣過程，這表明說渦旋式壓縮機(jī)的工作過程是連續(xù)的。這些工作特性給使渦旋式壓縮機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)。①．容積效率高從渦旋式壓縮機(jī)工作過程可以看到，渦旋壓縮機(jī)沒有吸氣閥，沒有余隙容積。因?yàn)闆]有吸氣閥，所以氣體可以通暢的吸入月牙腔。因?yàn)闆]有余隙容積，吸入的氣體能夠被完全排出。一般來說，渦旋式壓縮機(jī)的容積效率可以達(dá)到90～98%。而往復(fù)式壓縮機(jī)，由于有吸氣閥的阻力，阻礙了氣體吸入，以及有余隙容積存在，氣體不能完全排出，而這些不能被排出的氣體在吸氣過程膨脹占據(jù)了氣缸的一部分容積，所以其容積效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于渦旋式壓縮機(jī)，一般只有65～75%。②．工作平穩(wěn)在任何一個(gè)壓縮機(jī)工作循環(huán)中，吸氣過程基本上不消耗功，此時(shí)壓縮機(jī)的負(fù)載非常小，主要用于克服機(jī)械損失。壓縮過程壓縮氣體，要消耗大量的功，此時(shí)壓縮機(jī)負(fù)載很大，而排氣過程也基本上不消耗功，此時(shí)的負(fù)載主要是來克服排氣阻力，所以負(fù)載也很小。這樣一來，對(duì)于單個(gè)工作循環(huán)，其負(fù)載變化很大。但從渦旋式壓縮機(jī)的工作過程可以知道，有數(shù)個(gè)不同相位的工作循環(huán)在同時(shí)進(jìn)行，例如在動(dòng)盤走第一圈時(shí)第一個(gè)工作循環(huán)是吸氣過程時(shí)，第二個(gè)工作循環(huán)是壓縮過程，第三個(gè)循環(huán)是排氣過程。在動(dòng)盤走第二圈時(shí)，第一個(gè)循環(huán)進(jìn)入壓縮過程，第二個(gè)工作循環(huán)進(jìn)入排氣過程，第三個(gè)工作循環(huán)進(jìn)入吸氣過程。在動(dòng)盤走第三圈時(shí)，第一個(gè)工作循環(huán)進(jìn)入排氣過程，第二個(gè)工作循環(huán)進(jìn)入吸氣過程，第三個(gè)工作循環(huán)進(jìn)入壓縮過程。這樣一來，前一個(gè)工作循環(huán)的波峰與后一個(gè)循環(huán)的波谷相疊合，所以總的負(fù)載變化很小，壓縮機(jī)也就工作的平穩(wěn)。③．噪音低，振動(dòng)小壓縮機(jī)的噪音主要來源于吸、排氣閥的機(jī)械撞擊和氣流脈動(dòng)。渦旋式壓縮機(jī)不象往復(fù)式壓縮機(jī)，它沒有吸氣閥，所以消除了由于吸氣閥引起的噪音。對(duì)于相同規(guī)格的汽車空調(diào)壓縮機(jī)，渦旋式壓縮機(jī)的噪音一般比往復(fù)式壓縮機(jī)低3～5dB(A)。另外，由于渦旋式壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件作圓周運(yùn)動(dòng)，而且運(yùn)動(dòng)半徑很小，慣性力很容易被平衡掉，所以振動(dòng)非常小。而往復(fù)式壓縮機(jī)由于活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，慣性力不易被完全平衡，所以振動(dòng)大。渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)隨著人們對(duì)舒適性要求的提高以及對(duì)能源和環(huán)境問題的日益關(guān)注，渦旋式壓縮機(jī)這一高效率、低噪音的壓縮機(jī)在制冷行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。在家用空調(diào)行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)人盡所知，在汽車空調(diào)行業(yè)也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。為什么渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)會(huì)有如此好的應(yīng)用趨勢(shì)呢？我們不妨從渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)的特點(diǎn)來分析。①．渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)效率高，功耗小，因而油耗少渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)能效比（COP）最高。能效比=制冷量/功耗。也就是與其他型式的壓縮機(jī)相比，在提供相同制冷量的情況下，渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)功耗最小；或與其他型式的壓縮機(jī)相比，在功耗相同的情況下，渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)提供的制冷量最大。渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)的啟動(dòng)力矩小，因而在開啟空調(diào)時(shí)引起的掉速很小，對(duì)車速基本沒有影響。渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)的功耗小，相比使用其他類型的壓縮機(jī)，在汽車加速和爬坡時(shí)對(duì)汽車的動(dòng)力性影響小。這些優(yōu)點(diǎn)的集合，可以實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理想化要求，這是很多轎車首選渦旋式壓縮機(jī)的重要原因之一。②．渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)可靠性高，故障率少設(shè)計(jì)原理和較少的零部件為其可靠性提供了充分的保證。這也是一些國外著名車廠選用渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)的重要原因之一。目前，三菱、馬自達(dá)、本田等品牌已全部安裝渦旋式壓縮機(jī)，福特、通用等品牌的中高檔車型上也已使用渦旋式壓縮機(jī)。③．渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速范圍寬、高速性能好渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)可以在700～10000rpm的轉(zhuǎn)速下連續(xù)工作，最高瞬時(shí)轉(zhuǎn)速可以達(dá)到12000rpm。在高速情況下，渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)仍然保持了其固有的高能效比優(yōu)點(diǎn)，而且隨著轉(zhuǎn)速的提高，能效比衰減甚小，這是其他類型的壓縮機(jī)所無法比擬的。隨著車速的提高→發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高→壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速提高→壓縮機(jī)制冷量增加，而此時(shí)渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)功耗增加緩慢，能效比衰減甚小、旋葉式汽車空調(diào)壓縮機(jī)功耗增加較快，能效比衰減較快、而活塞式汽車空調(diào)壓縮機(jī)功耗則會(huì)迅速增加，能效比衰減最快。這就是為什么活塞式汽車空調(diào)壓縮機(jī)傳動(dòng)比通常不超過1.05、旋葉式汽車空調(diào)壓縮機(jī)傳動(dòng)比通常不超過1.10，而渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)最大可以達(dá)到1.45的根本原因。高COP（能效比）及低COP（能效比）衰減，一直是空調(diào)行業(yè)設(shè)計(jì)的追求，同時(shí)也是制冷行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的唯一標(biāo)志。在國內(nèi)，通常轎車上使用的活塞式汽車空調(diào)壓縮機(jī)最高排量約為150cc/rev；旋葉式汽車空調(diào)壓縮機(jī)最高排量約為120cc/rev，相比之下，福特蒙迪歐使用的變排量渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)排量只有86cc/rev（與本公司配套貴公司的渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)排量相同）；本田思域（喜美）使用的渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)排量只有約76cc/rev。這正是充分發(fā)揮了渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)的這些優(yōu)點(diǎn)。④．噪音低渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)的噪音低，能夠比斜盤式壓縮機(jī)低3~5dB(A)，比旋葉式壓縮機(jī)低2~3dB(A)?？梢詫?shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的靜音要求。在國內(nèi)，轎車在使用排量較大的活塞式汽車空調(diào)壓縮機(jī)時(shí)，其空調(diào)管路上通常均帶有消音器，而渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)系統(tǒng)則不需要消音器。其他：測(cè)試數(shù)據(jù)只有在相同的測(cè)試工況下，壓縮機(jī)制冷量和能效比的測(cè)試數(shù)據(jù)才有比較意義，不同的測(cè)試工況測(cè)得的數(shù)據(jù)相差巨大，不能進(jìn)行比較。通常國際上采用的測(cè)試工況如下，在該工況下測(cè)得的數(shù)據(jù)最能正確反映壓縮機(jī)性能。蒸發(fā)溫度冷凝溫度吸氣溫度過冷溫度轉(zhuǎn)速環(huán)境溫度-1.1℃62.8℃7.2℃57.8℃2000rpm20～35℃2、替代銘牌排量：壓縮機(jī)說明書或銘牌上注明的排量，是壓縮機(jī)理論排量。這是大家通常所說的排量。實(shí)際排量：考慮壓縮機(jī)容積效率和傳動(dòng)比后的壓縮機(jī)實(shí)際排量?？照{(diào)系統(tǒng)的制冷量取決于壓縮機(jī)的實(shí)際排量，實(shí)際排量和空調(diào)系統(tǒng)中的質(zhì)量流量成正比。實(shí)際排量=理論排量×容積效率×壓縮機(jī)傳動(dòng)比舉例：1）原威樂轎車上使用的電裝活塞式汽車空調(diào)壓縮機(jī)10S11C壓縮機(jī)該型式壓縮機(jī)容積效率最高為75%，原車傳動(dòng)比為1.04壓縮機(jī)理論排量為110cc/rev。壓縮機(jī)實(shí)際排量為=110cc/rev×75%×1.04=85.80cc/rev2）現(xiàn)威樂轎車上使用的南京奧特佳渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)WXH-086-3壓縮機(jī)該型式壓縮機(jī)容積效率最高為98%（可按95%計(jì)算），現(xiàn)傳動(dòng)比為1.25壓縮機(jī)理論排量為86cc/rev。壓縮機(jī)實(shí)際