变排量空调压缩机的优点及原理

因为汽车空调压缩机是通过带轮由发动机直接驱动的，所以汽车在高速行驶时，排量随发动机转速的增加而增加，功耗也随之增加。这一方面影响汽车的驾驶性能，另一方面使压缩机制冷量过剩，造成蒸发压力降低，蒸发器结霜，制冷系数降低。

变排量压缩机主要优点如下：

①消除了由于电磁离合器吸合、脱开动作而引起的发动机转速的波动。

②在某些工况下（如低速、爬坡）可防止发动机熄火。

③减少了空调系统制冷温度的波动。

④功率消耗减少，最大可减少25%。

⑤大大改善了低温环境中的舒适性。

这里介绍压力调节式变排量（摆盘式）、电磁阀调节式变排量（斜盘式）、旋叶式变排量三种类型的压缩机。

1.压力调节式变排量压缩机

（1）工作原理 压力调节式变排量压缩机是大众系列的一种连续变容量空调压缩机，它通过改变单向工作斜盘的倾斜度（活塞的工作行程）来改变排量，调节范围在5%～100%。斜盘的倾斜度取决于每个活塞两侧的压力差，活塞右侧的压力受压力箱内压力的影响，压力箱内压力由调节阀和节流管道控制，压缩机的调节阀通过波纹管的伸缩具有输出稳压作用。压力调节式变排量压缩机（图2-18）的旋转运动由输入轴传递给驱动连杆机构，驱动连杆机构通过斜盘将旋转运动转换成五个连杆的轴向运动。滑轨保证斜盘沿轴向运动。

图2-18 压力调节式变排量压缩机的结构

这种压缩机活塞的工作行程可以根据高、低压压力比率而改变。活塞行程的改变直接影响压缩机的压缩比率，从而调节制冷剂的输出功率，改变制冷效率。在正常的工作情况下压缩机是持续运转的，不发生离合动作。

旋转斜盘的倾斜度决定了活塞的行程。旋转斜盘的倾斜度取决于腔内压力、活塞顶部和底部的压力以及斜盘前后的弹簧力。腔内的压力取决于调节阀两侧的高低压力和节流管道的大小。

（2）工作过程

1）汽车空调接通。刚接通汽车空调时，高、低压及腔内的压力是相等的，旋转斜盘前后弹簧对斜盘的调节范围为40%。此时压缩机开始的输出功率为40%，即以较小的输出功率工作，以减小对发动机的冲击负荷。

2）高制冷率。高、低压管的相对压力较高时，调节阀打开，从节流管流入的高压经调节阀流回低压端，腔内的压力下降。活塞顶部的压力与弹簧1压力的和大于活塞底部的压力（腔内压力）与弹簧2压力的和，旋转斜盘的倾斜角度增大，活塞的行程增大，输出功率提高，如图2-19所示。

3）低制冷率。高、低压管的相对压力较低时，调节阀关闭，从节流管流入的高压无法经调节阀流回低压端，腔内的压力上升。活塞顶部的压力与弹簧1压力的和小于活塞底部的压力（腔内压力）与弹簧2压力的和，旋转斜盘的倾斜角度减小，活塞的行程减小，输出功率降低，如图2-20所示。

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图2-19 高制冷率时压力调节式变排量压缩机的工作情况

图2-20 低制冷率时压力调节式变排量压缩机的工作情况

2.电磁阀调节式变排量压缩机

日本丰田20系列轿车采用电磁阀调节式变排量压缩机，是在十缸旋转斜盘压缩机的基础上增加了一套可变排量机构形成的，能使压缩机在全容量（100%）和半容量（50%）两种状态下工作。电磁阀调节式变排量压缩机主要由柱塞、电磁阀、电磁线圈、单向阀和排出阀组成，如图2-21所示。

图2-21 电磁阀调节式变排量压缩机

（1）压缩机全容量工作 在100%功率输出的运作下，电磁阀的电源不接通，电磁阀在弹簧力的作用下，关闭b孔，打开a孔。高压气体经过a孔，推动柱塞关闭排出阀，后部的五个缸参与工作，其产生的压力推开单向阀，与前部的五个缸产生的压力一起流向冷凝器实现100%功率输出，如图2-22所示。

（2）压缩机半容量工作 在50%功率输出的运作下，电磁阀的电源接通电磁阀克服弹簧力的作用，关闭a孔打开b孔。高压气体无法经过a孔，推动柱塞后部的压力降低，在弹簧力的作用下柱塞右移，排出阀打开，后部的五个缸不产生高压。只有前部五个缸继续产生高压气体。单向阀在压力差的作用下下移，防止前部的高压回流，实现50%功率输出，如图2-23所示。电磁阀调节式变排量压缩机可以根据冷却液的温度进行控制和根据蒸发器的温度进行控制。

图2-22 100%功率输出

3.变排量旋叶式压缩机

图2-24所示为一种变排量双叶片旋叶式压缩机，它可根据发动机转速的高低自动调节制冷量。

图2-23 50%功率输出

图2-24 变排量双叶片旋叶式压缩机