旋转斜盘型可变排量压缩机
汽车空调中使用的变排量压缩机根据其结构类型分为斜盘式、滚动活塞式、螺杆式、转盘式和涡旋式,其中斜盘式变排量压缩机目前使用最广泛。斜盘式变排量压缩机有两种结构:摆盘式和斜盘式。本文回顾了摇杆式和斜盘式变排量压缩机的发展,并介绍了它们的最新发展。
2开发综述2.1摇杆式变排量压缩机
1960年,美国人P.B.Loomis申请了可变角度摇杆专利。20多年后,美国通用汽车公司(现德尔福汽车系统公司)哈里森散热器部于1983年成功研发出第一台无级变排量摇臂压缩机——V5变排量压缩机,并于1985 [1]年8月用于豪华轿车。
图1是V5变排量压缩机的结构图。它有五个气缸,为斜盘结构,斜盘通过双向球形连杆与活塞相连。其基本元件主要包括轴、驱动凸耳、滑动轴套、旋转轴颈和将轴向力旋转运动转化为活塞直线运动的摇板。内部控制阀在压缩机后盖内(见图2),主要由锥形阀和球阀组成;锥形阀控制摇臂箱和吸气室(风箱室)之间的通道,球阀控制排气室和摇臂箱之间的通道。锥形阀和球阀通过阀杆连接,使两个阀门的开口互补。排气压力影响控制阀设定值的变化,设定值随着排气压力的增大而减小;吸气压力与设定值比较,驱动控制阀杆运动,改变锥阀和球阀的开度,进而改变摇臂箱与排气腔之间、摇臂箱与吸气腔之间的流阻,从而改变摇臂箱压力与吸气压力之差;这个压差推动斜盘倾角的变化,从而改变压缩机构的活塞冲程,改变压缩机的排量。可以看出,V5变排量压缩机根据车内负荷变化来改变空调系统的制冷量,改变了传统的离合器开合压缩机的调节方式,实现了系统的稳定连续运行,不会引起汽车发动机的周期性负荷变化。不过它的空调系统还是保留了电磁离合器。当汽车空调系统不使用时,离合器可以停止压缩机,因此压缩机部分连续运行。V5变排量压缩机最大排量为156cm3,最小排量为10cm3,也就是说最小排量可以降到最大排量的6%。
在V5变排量压缩机开发和应用的基础上,德尔福汽车系统又相继推出了V6和V7变排量压缩机。V6变排量压缩机为6缸压缩机,最大排量184cm3,最小排量10c m3;。V7变排量压缩机是7缸压缩机,最大排量179cm3,最小排量10cm3,也就是说这两款的最小排量是最大排量的6%左右。V6和V7变排量压缩机的主要结构除了气缸的数量和尺寸之外,与V5变排量压缩机基本相同,内部控制阀结构和变排量控制机构也相同。
1985年,日本山登公司开始开发摇杆式变排量压缩机
此外,日本柴油机株式会社等其他公司也生产变排量摇杆式压缩机。
2.2斜板变排量压缩机
10P-V两级变容量10气缸压缩机是日本电装公司于1983年开发的。压缩机在斜板两侧有相同的气缸,是双作用式的。通过打开后气缸的排气门,可以使排气腔与进气腔相通,从而实现50%的卸缸。机器可在50%负载下启动,高速运转时可节能30%
电装公司开发了7sb16斜盘式变排量压缩机,其结构如图5所示
CVC(紧凑型可变压缩机)压缩机是德尔福汽车系统公司近两年推出的新一代可变排量压缩机。现在由法国、匈牙利、日本、美国、巴西的厂家生产,用户有欧宝、日产、宝马、大众、雷诺。
图6示出了CVC斜盘式可变排量压缩机的结构。这种压缩机也是单作用式,变排量原理与摇杆式变排量压缩机相同,内部控制阀结构与V5变排量压缩机相似。压缩机采用斜板机构简谐运动,优化吸入口和排出口布置,采用低噪音离合器,降低振动和噪音。由于压缩机性能和控制的改进,CVC压缩机的转速比原变排量压缩机提高了65438±05%,连续最高转速为8000r/min,短期最高转速为9200r/min。该车型结构紧凑,是目前压缩机单位质量和单位体积排量最高的车型,为日益紧凑的汽车用户提供了更大的可能性。据说德尔福汽车系统公司近几年将在美国用CVC压缩机取代V5、V6和V7摇杆式变排量压缩机。目前CVC斜盘式变排量压缩机有四种规格:CVC125、CVC135、CVC165、CVC185,其中VCV125、CVC135为六缸机。最小排量可达7cm33.2外控变排量压缩机。世界上第一台外控变排量压缩机6SE12于1999年在电装公司生产
4结论斜盘式变排量压缩机与定排量压缩机相比,改变了离合器开合压缩机的传统调节方式,压缩机运行连续平稳,不会引起汽车发动机周期性负荷变化;空调送风温度波动小,有利于提高家居环境的热舒适性;蒸发温度可以保持恒定,略高于结霜温度,防止蒸发器表面结霜;降低能耗,节约燃料。斜盘式变排量压缩机在欧美、日本等国家得到了广泛的应用。近年来,国内一些厂家也开始引进生产斜盘式变排量压缩机,应用于部分中高级轿车。相信变排量压缩机在国内的汽车空调中会越来越多的使用。我们还需要引进和开发最先进的CVC压缩机和外控变排量压缩机,缩小我国汽车空调技术与欧美日等发达国家的差距。