变排量压缩机汽车空调制冷系统特性分析

2014 ＮＯ.02（下）China New Technologies and Products中国新技术新产品工 业 技 术中国新技术新产品- 151 -1 引言汽车空调制冷系统依靠汽车空调压缩机工作。根据汽车空调压缩机原理可以分为定排量和变排量压缩机。定排量压缩机的排气量与汽车发动转速成正比关系，不能根据实际制冷要求自动改变输出功率。因此定排量压缩机不仅燃油经济性低，对车内热环境稳定较差。变排量压缩机根据所设定温度自动调节功率输出，可以根据车内温度自动调节功率，保证车内温度恒定。变排量压缩机汽车空调制冷系统通过检测汽车内部负载变化实现对摇板角度、活塞行程改变，实现最小能耗下舒适车内环境。变排量压缩机根据汽车负载实时调整，确保汽车内环境稳定前提下有效降低能耗。但是变排量压缩机汽车空调制冷系统长时间运行系统会振荡和结霜。2 变排量压缩机汽车空调制冷系统2.1 变排量压缩机汽车空调系统构成变排量压缩机汽车空调系统的核心部件是变排量压缩机，冷凝器、蒸发器等也是系统组成部分；此外包括辅助元件如连接管道等。变排量压缩机汽车空调系统与定排量压缩机汽车空调系统不同在于压缩机排量不同。下面建立变排量压缩机模型，分析变排量压缩机特性。2.2 变排量压缩机模型建立五缸变排量摇板式压缩机的排量从在每转 20cm3 到 160 cm3 内可实现无级变化。根据变排量压缩机机械原理和基本结构建立变排量压缩机简化模型图，如图 1所示。变排量压缩机模型包括控制阀模型、压缩机运动部件动力学模型和压缩过程模型三部分。通过控制阀数学模型将摇板箱压力、吸排气压力间联系构建起来；运动部件动力学模型可以建立活塞行程与排气吸气压力、摇板箱压力和转速间关系。压缩过程模型由吸气压力和温度、排气压力和压缩机转速确定压缩机制冷剂的流速和温度。变排量压缩机运行中，活塞行程越大所受摩擦力矩越大，反之亦然。这是由于活塞行程较小时摩擦力矩与吸气压力所形成的的力矩具有相同方向；行程超过临界值时，摩擦力矩与吸气压力形成的力矩方向相反。因此活塞行程增大过程中达到临界值时吸气压力要大于行程减小时的临界吸气压力。通过控制阀和运动部件动力学模型，可以将变排量压缩机的不同排气压力、摇板角下行程增加和减小时的临界吸气压力、及压缩机的转速计算出来。考 虑 到 汽 车 空 调部件组成属性及求解便利，将汽车空调制冷系统的冷凝器和储液干燥器 结 合 到 一 起。由于平行流冷凝器的传热管为多孔 矩 形， 将 ...