第三章 制冷系統(tǒng)主要總成及部件

第三章制冷系統(tǒng)主要總成及部件

第一節(jié)壓縮機(jī)

制冷有哪四大部件啊？蒸發(fā)器壓縮機(jī)節(jié)流部件毛細(xì)管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥冷凝器一、壓縮機(jī)的功能和要求對汽車空調(diào)壓縮機(jī)提出了以下的要求：1）要求有足夠的制冷能力，尤其是在怠速和低速運(yùn)轉(zhuǎn)。2）要求節(jié)能，尤其是在高速和超車行駛時，動力消耗太大，以免影響汽車正常行駛。3）要求體積小，質(zhì)量輕，安裝方便。4）要求性能優(yōu)良，噪聲小，工作可靠耐久，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。二、壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)形式的演變分類如下

曲軸連桿式

轉(zhuǎn)子式

螺旋式

汽車空調(diào)壓縮機(jī)活塞式回轉(zhuǎn)式徑向活塞式軸向活塞式旋葉式渦旋時三角轉(zhuǎn)子式同心旋葉式偏心旋葉式滾動活塞式搖盤式斜盤式三、壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)(一)曲軸連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)由機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組三部分組成。曲柄連桿機(jī)構(gòu)（1）機(jī)體組：氣缸體、氣缸墊、氣缸蓋、曲軸箱、汽缸套及油底殼（2）活塞連桿組：活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿（3）曲軸飛輪組：曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器、平衡軸根據(jù)氣缸的布置形式如圖所示有V型、W型、S型工作過程可分為：壓縮、排氣、膨脹和吸氣四個過程圖1圖2（二）軸向活塞式

軸向活塞式可分為:搖盤式和斜盤式兩種。

1搖盤式

搖盤式壓縮機(jī)又稱為搖板式壓縮機(jī)，其最大的優(yōu)點是工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，故目前在我國得以廣泛應(yīng)用。

活塞環(huán)為一圓環(huán)，環(huán)周上有一處切口，切口形式菜直口、斜口與搭口。斜口斜度為45度?；钊h(huán)的材質(zhì)常用灰鑄鐵或合金鑄鐵。

結(jié)構(gòu):

這種壓縮機(jī)是一種變排量的壓縮機(jī)，它的結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機(jī)類似，通過斜盤驅(qū)動周向分布的活塞，只是將雙向活塞變?yōu)閱蜗蚧钊?，并可通過改變斜盤的角度改變活塞的行程，從而改變壓縮機(jī)的排量。壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)時，壓縮機(jī)軸驅(qū)動與其連接的凸緣盤，凸緣盤上的導(dǎo)向銷釘再帶動斜盤轉(zhuǎn)動，斜盤最后驅(qū)動活塞往復(fù)運(yùn)動。工作過程:

壓縮制冷劑的工作過程此處不再重復(fù)，這里主要介紹一下變排量的原理，這種壓縮機(jī)可以根據(jù)制冷負(fù)荷的大小改變排量，制冷負(fù)荷減小時，可以使斜盤的角度減小，減小活塞的行程，使排量降低。負(fù)荷增大時則相反。下面以負(fù)荷減小為例來說明壓縮機(jī)排量如何減小，制冷負(fù)荷的減小會使壓縮機(jī)低壓腔壓力降低，低壓腔壓力降低可使波紋管膨脹而打開控制閥，高壓腔的制冷劑便會通過控制閥進(jìn)入斜盤腔，使斜盤腔的壓力升高。2斜盤式1—活塞；2—止推軸承；3—驅(qū)動球；4—滑履；5—前閥板6—軸封；7—離合器軸承；8—銜鐵板；9—皮帶輪；10—線圈；11—前缸頭；12—前軸承；13—斜盤；14—后軸承；15—吸油管；16—后閥板；17—后缸頭；18—油泵；19—“O”型環(huán)工作原理：回轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機(jī)是往復(fù)式雙向活塞結(jié)構(gòu)，又稱雙向斜盤式。它的工作原理是把裝在主軸上的斜盤的回轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)殡p向活塞沿軸向的往復(fù)運(yùn)動(如動畫所示)。活塞以斜盤主軸為中心，在同一圓周上均布了三個(如活塞組件圖所示)或五個。各活塞是通過斜盤兩面的滑履和鋼球而裝配的。通過斜盤的回轉(zhuǎn)，活塞在氣缸進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動?；钊膬蛇叾际菤飧?，因而一個活塞起到雙缸的作用，整個壓縮機(jī)則起到六缸(或十缸)的作用；工作原理：（1）缸體兩端都裝有吸排氣閥及氣缸蓋，兩個缸體結(jié)合后形成吸排氣兩條通路；（2）斜盤式壓縮機(jī)的潤滑現(xiàn)傾向于采用飛濺潤滑方式，即利用斜盤回轉(zhuǎn)時使?jié)櫥驮陔x心力作用下飛濺到缸壁，然后落到軸上，在軸上及缸壁上設(shè)有導(dǎo)油孔道或擋油導(dǎo)槽。也有少數(shù)壓縮機(jī)仍采用油泵強(qiáng)制性潤滑，或利用吸排氣壓力差，進(jìn)行差壓式供油的方式。三、旋葉式主要部件有氣缸、轉(zhuǎn)子、葉片和前后端蓋(或稱前后軸承座)。從A向視圖中看出，氣缸1內(nèi)壁近似呈橢圓形，轉(zhuǎn)子2與氣缸為同心配置(不是偏心轉(zhuǎn)子)，轉(zhuǎn)子上裝有五片傾斜配置的鋁制葉片4，葉片在轉(zhuǎn)子槽中可以做往復(fù)運(yùn)動。轉(zhuǎn)子與氣缸內(nèi)壁有兩個接觸點，將氣缸容積劃分為兩個月牙形空間，每個月牙形空間都設(shè)有吸氣孔口和排氣閥，因此氣缸是雙作用形式。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后葉片在離心力作用下甩出，使其葉片上端部緊貼氣缸內(nèi)壁，使月牙形空間又被分隔成若干扇形空間，這就是旋葉式壓縮機(jī)的基元容積。隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，每個基元容積完成吸氣、壓縮和排氣過程，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，基元容積完成兩次吸氣、壓縮和排氣過程，圖中轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周可以實現(xiàn)十次吸、排氣及壓縮過程。旋葉式壓縮機(jī)與滑片式壓縮機(jī)的最大區(qū)別是轉(zhuǎn)子與氣缸是同心配置，轉(zhuǎn)子完全平衡，所以轉(zhuǎn)速可以很高，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)9000r/min。提高轉(zhuǎn)速后可以使泄漏減少，也使機(jī)器的尺寸和質(zhì)量減小。由于葉片是斜置，使葉片上端部與氣缸內(nèi)壁間的摩擦力及葉片兩側(cè)與槽間的摩擦力減小，故旋葉式壓縮機(jī)的效率也提高了。圖7-5是相同輸氣量下普通的滑片式與三片旋葉式壓縮機(jī)性能曲線的比較，在1800r/min時，三片旋葉式的容積效率提高了11%，能耗降低4%，COP值提高15%。另外，旋葉式對工質(zhì)的適應(yīng)性很好，采用R134a后其優(yōu)點更為突出。旋葉式壓縮機(jī)又稱為滑片式或刮片式壓縮機(jī)。由于其結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小、容積率高而得到廣泛應(yīng)用。（四)渦旋式渦旋式壓縮機(jī)是一種新型壓縮機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡單、效率高、噪聲小、振動小等優(yōu)點，被認(rèn)為是最有前途的一種壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要有定子、轉(zhuǎn)子、機(jī)體、曲軸和防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成。渦旋式壓縮機(jī)工作原理如圖，其中，我想定子1和渦旋轉(zhuǎn)子2的型線參數(shù)完全相同，只是兩者在配合時正好錯開180。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時，漩渦轉(zhuǎn)子2將以回旋半徑為a的圓作回旋運(yùn)動，而不是以渦旋轉(zhuǎn)子中心回旋，為此在吸氣結(jié)束時，這對渦旋定子和轉(zhuǎn)子將形成兩個月牙形區(qū)域，其中最大的月牙區(qū)域VI在隨之進(jìn)行的壓縮行程中體積被壓縮到圖所示的大小，同時渦旋定子1和渦旋轉(zhuǎn)子2的外部又形成吸氣容積I和V。隨著渦旋轉(zhuǎn)子2的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，被壓縮的月牙形區(qū)域的體積進(jìn)一步減小到如圖大小。其中的氣態(tài)制冷劑將從位于渦旋中心的排氣口排出，而外部又形成吸氣容積II和III，如此周而復(fù)始地完成氣態(tài)制冷劑的吸氣、壓縮和排氣。渦旋式壓縮機(jī)工作原理（五）變排量壓縮機(jī)壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)的重要元件，它壓縮從蒸發(fā)器出來的低溫、低壓的制冷劑蒸氣，使之成為高溫、高壓的制冷劑蒸氣。除部分客車空調(diào)壓縮機(jī)是由專門的輔助發(fā)動機(jī)驅(qū)動外，大部分汽車壓縮機(jī)均由發(fā)動機(jī)帶動，利用電磁離合器的吸合控制壓縮機(jī)工作。定排量壓縮機(jī)為了防止蒸發(fā)器內(nèi)溫度過低，它根據(jù)制冷負(fù)荷變化，不斷地吸合、斷開電磁離合器，這會造成以下不良影響：發(fā)動機(jī)運(yùn)行不平穩(wěn)功耗損失（在高速和低負(fù)荷時）壓縮機(jī)進(jìn)排氣壓力波動大出風(fēng)口溫度變化大變排量壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)1.擺動盤通過導(dǎo)向銷和傳動柄相連，傳動柄與主軸連成一體，導(dǎo)向銷安裝在傳動柄的偏心槽內(nèi)，它可使擺動盤與主軸傾斜成某一范圍內(nèi)的任意角度，從而改變了壓縮機(jī)排量。擺動盤與主軸角度不同，可使活塞行程改變，同時壓縮機(jī)排量也隨之變化。2.在變排量壓縮機(jī)后端有一個控制閥總成，控制閥內(nèi)有一個壓力感應(yīng)波紋管，此波紋管感應(yīng)壓縮機(jī)吸氣壓力，可控制搖板箱內(nèi)氣體壓力，搖板箱內(nèi)氣體壓力變化導(dǎo)致擺動盤角度變化，從而調(diào)節(jié)壓縮機(jī)排量。1曲軸連桿式變排量壓縮機(jī)2軸向活塞式變排量壓縮機(jī)3旋葉式變量壓縮機(jī)旋葉式變量壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)是在普通旋葉式壓縮機(jī)的基礎(chǔ)上加設(shè)了一條吸氣槽，使之能根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速的高低來自動調(diào)節(jié)壓縮機(jī)排量長安汽車奔奔i，1.3JL474Q2長安CX30，1.6JL475QK長安CX30，2.0JL486Q2杰勛2.0CA20悅翔，1.5JL475Q7志翔，2.0JL486Q2吉利汽車金剛1.5MR479QA金鷹1.5MR479QA遠(yuǎn)景1.5JL4G15D遠(yuǎn)景1.8JL4G18中國龍1.5MR479QA中國龍1.8JL481Q自由艦1.3MR479Q自由艦1.5MR479QA四、壓縮機(jī)的電磁離合器壓縮機(jī)的電磁離合器是發(fā)動機(jī)和壓縮機(jī)之間的一個動力傳遞機(jī)構(gòu)，受空調(diào)開關(guān)、溫度控制器、空調(diào)放大器、壓力開關(guān)等控制，在需要時接通或切斷發(fā)動機(jī)和壓縮機(jī)之間的動力傳遞。當(dāng)壓縮機(jī)過載時時，電磁離合器還能起到一定的保護(hù)作用。如圖所示汽車電磁離合器第二節(jié)冷凝器汽車空調(diào)系統(tǒng)冷凝器的結(jié)構(gòu)形式主要有管片式、管帶式和鰭片式三種。冷凝器的結(jié)構(gòu)從管片式向管帶式發(fā)展，并主要向平行流動式發(fā)展。層疊式和平行流動式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又在不斷發(fā)展，以利于進(jìn)一步提高換熱效率和減輕重量，平行流動式冷凝器從單元平行流動式發(fā)展成多元平行流動式。由于采取減薄管片厚度、增加管子內(nèi)肋片、翅片開切口、改變翅片形狀及開口角度等措施，加大了翅片散熱面積，強(qiáng)化了氣側(cè)和液側(cè)的熱交換效率。上述發(fā)展，使冷凝器尺寸和質(zhì)量大幅度降低（一）管片式那是用翅片管做的換熱器，管子上帶直列型或環(huán)形翅片，所以也叫管片式換熱器。（二）管帶式管帶式換熱器是由扁管加工成蛇管。為了提高其承壓能力在蛇管內(nèi)加肋。為了提高管內(nèi)換熱，目前還有把通道做成鋸齒形，以增加管內(nèi)換熱面積和增加擾動。

優(yōu)點：1.從傳熱和阻力觀點看，扁管的水力半徑小。

2.從結(jié)構(gòu)和工藝看，蛇管可大大減少焊接彎頭，工藝簡單，且減少可能的泄漏點，提高了可靠性。

3.從材料看，為全鋁材構(gòu)成，重量輕，成本低（三）鰭片式冷凝器結(jié)構(gòu)圖如圖2-47所示。鰭片式冷凝器（三）平行流動式冷凝器蘭博基尼汽車蘭博基尼汽車公司（AutomobiliLamborghiniS.p.A.）是一家坐落于意大利圣亞加塔·波隆尼（Sant'AgataBolognese）的跑車制造商，公司由費魯吉歐·蘭博基尼在1963年創(chuàng)立。早期由于經(jīng)營不善，于1980年破產(chǎn)；數(shù)次易主后，1998年歸入奧迪旗下，現(xiàn)為大眾集團(tuán)（VolkswagenGroup）旗下品牌之一。蘭博基尼的標(biāo)志是一頭充滿力量、正向?qū)Ψ焦舻亩放?，與大馬力高性能跑車的特性相契合，同時彰顯了創(chuàng)始人斗牛般不甘示弱的個性。第三節(jié)蒸發(fā)器通常汽車空調(diào)系統(tǒng)中采用的蒸發(fā)器典型結(jié)構(gòu)主要有管片式、管帶式、層疊式三種。（1）蒸發(fā)器其按結(jié)構(gòu)分管片式、管帶式、和層疊式等。管片式蒸發(fā)器如圖2-49所示，它由銅質(zhì)或鋁質(zhì)圓管套上鋁翅片組成，經(jīng)脹管工藝使鋁翅片與圓管緊密相接通。②管帶式蒸發(fā)器如圖2-50所示，管帶式蒸發(fā)器由多孔扁管與蛇形散熱鋁帶焊接而成。③層疊式蒸發(fā)器如圖2-51所示，層疊式蒸發(fā)器由兩片沖成復(fù)雜形狀的鋁板疊在一起組成制冷劑通道，每兩片通道之間夾有蛇形散熱鋁帶。⑤蒸發(fā)器與冷凝器的區(qū)別蒸發(fā)器是利用制冷劑的蒸發(fā)吸熱作用，吸收車內(nèi)空氣中的熱量，使車內(nèi)空氣溫度降低。同時，液態(tài)制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器后，制冷劑在蒸發(fā)器盤管內(nèi)沸騰汽化由液態(tài)蒸發(fā)成氣態(tài)。而冷凝器則是散發(fā)制冷劑蒸氣的熱量，使制冷劑由高溫的氣態(tài)凝結(jié)成中溫的液態(tài)。第四節(jié)、節(jié)流膨脹裝置外平衡式熱力膨脹閥

它主要由上閥體、下閥體、閥針、彈簧、薄膜、感溫包、外平衡管接頭等組成

它主要由彈簧、薄膜、感溫包、外平衡管接頭等組成。

（一）熱力膨脹閥（一）內(nèi)平衡式熱力膨脹閥內(nèi)平衡式膨脹閥結(jié)構(gòu)和工作原理：感溫包內(nèi)充注制冷劑，放置在蒸發(fā)器出口管道上，感溫包和膜片上部通過毛細(xì)管相連，感受蒸發(fā)器出口制冷劑溫度，膜片下面感受到的是蒸發(fā)器入口壓力。如果空調(diào)負(fù)荷增加，液壓制冷劑在蒸發(fā)器提前蒸發(fā)完畢，則蒸發(fā)器出口制冷劑溫度將升高，膜片上壓力增大，推動閥桿使膨脹閥開度增大，進(jìn)入到蒸發(fā)器中的制冷劑流量增加，制冷量增大；如果空調(diào)負(fù)荷減小，則蒸發(fā)器出口制冷劑溫度減小，以同樣的作用原理使得閥開度減小，從而控制制冷劑的流量。熱力膨脹閥的工作原理(1)外平衡式膨脹閥結(jié)構(gòu)

①膜片所處的位置決定膨脹閥的開度，而膜片鎖車位置決定于膜片的受力情況

②膨脹閥工作時膜片受到三個力：A.膜片上方感溫包內(nèi)的壓力；B.冷凝器過來的液態(tài)制冷劑的壓力；C.彈簧預(yù)緊力.③三個力處平衡狀態(tài)時，從閥門流過制冷劑量一定。

④膨脹閥的壓力彈簧可以人工調(diào)節(jié)，當(dāng)車箱溫度降不下來時，可以將彈簧調(diào)軟些。蒸發(fā)器（三）H型熱力膨脹閥①H閥的結(jié)構(gòu)

H型膨脹閥是一種整體型膨脹閥，又稱塊閥。

H閥的結(jié)構(gòu)有好幾種，有的徹底取消了感溫包如圖2-56所示，有的將感溫包縮到閥體內(nèi)的回氣通路上，如圖2-57所示，從而提高了閥的工作靈敏度，但這種閥加工難度較大。有些H閥還帶有低壓保護(hù)開關(guān)和垣溫器（如圖2-58所示），該恒溫器的溫度傳感器不是夾在蒸發(fā)器管片上，而是插入蒸發(fā)器出氣管中的一個凹坑里，這個凹坑中放有潤滑脂以增強(qiáng)感溫管的感溫能力。在有些系統(tǒng)中，在恒溫器上還加有控制按鈕，可讓駕駛員根據(jù)需要增加或減少制冷量。型H膨脹閥工作原理圖電子膨脹閥一