汽车空调涡旋式压缩机技术及其发展
涡旋式制冷压缩机应用和技术现状及发展趋势
涡旋式制冷压缩机应用和技术现状及发展趋势一、应用涡旋式压缩机主要应用于家用、商用和工业领域的制冷设备。
在家用领域，涡旋式压缩机广泛应用于冰箱、空调和热泵等设备中。
其体积小巧、运行稳定的特点使得家用电器制造商更倾向于选择使用涡旋式压缩机。
商用领域的应用则主要体现在商用冷藏柜、酒店冷库、商场空调等场所。
而在工业领域，涡旋式压缩机被应用于工业冷柜、食品加工生产线等。
由于其高效节能的特点，在市场上得到了很多设备制造商的青睐。
二、技术现状目前，涡旋式压缩机技术已经相对成熟，市场上有多家公司提供该种类型的产品。
涡旋式压缩机采用涡旋叶片和静叶片相互作用，通过不断转动来实现压缩的作用。
相比于传统的往复式压缩机，涡旋式压缩机具有运行平稳、振动小的优势。
同时，涡旋式压缩机还采用了新型的涡旋叶片设计，提高了压缩效率，使得制冷效果更好。
在涡旋式压缩机的控制方面，目前主要采用电控技术。
通过精确控制电压和电流，可以实现对涡旋式压缩机的启动、停止和运行状态的调节。
此外，还可以通过智能化控制系统，实现更加智能和自动化的操作，提高制冷设备的性能和效率。
三、发展趋势涡旋式制冷压缩机具有广阔的应用前景和发展空间。
随着人们对高效制冷设备需求的日益增长，涡旋式压缩机在家用和商用领域的应用将会进一步扩大。
此外，随着工业领域的发展，涡旋式压缩机在工业冷藏和食品加工生产线等设备上的应用也将逐渐增多。
在技术方面，涡旋式压缩机将会更加注重能源效率和可持续发展的要求。
目前，研究者正致力于提高涡旋式压缩机的性能和效率，通过改进设计和优化控制算法，提高压缩机的能效比。
同时，开发新材料和新工艺也是提升涡旋式压缩机性能的关键。
综上所述，涡旋式制冷压缩机在各个领域都有广泛的应用，在技术方面也取得了长足的发展。
未来，涡旋式压缩机将会继续追求高效节能和智能化控制，以满足市场对制冷设备的需求。
同时，不断提高性能和效率，使涡旋式压缩机成为制冷行业的主流产品。
涡旋式制冷压缩机技术的现状与发展
涡旋式制冷压缩机技术的现状与发展近十年来，涡旋式制冷压缩机开始走进人们的生活。
作为一种新形式的制冷压缩机，它是目前最为先进、完善的压缩机。
20 世纪初，Cruex 研究并发明了涡旋式制冷压缩机，但由于当时涡旋型线加工设备不先进，并未得到快速发展。
20 世纪末，涡旋式压缩机得到进一步利用和发展。
我国在商用空调和柜式空调领域内广泛使用涡旋式制冷压缩机，为人们的生活和工作带来了很大方便。
1、涡旋式制冷压缩机简介1.1涡旋式制冷压缩机概述涡旋式制冷压缩机是一种容积使压缩制冷压缩机，压缩部件由静动涡旋盘组成，包括具有使通过压缩机壳体内部气体分路流动方式以减少夹带的油的特征。
壳体内，很多气体向上流动来降低向下流动朝向油量。
为了达到此目的，压缩机中电动机可使用套筒包围。
此套筒中的引导气流通道处于电动机的上定子端与下定子端中。
在一些具体的例子中，与在定子与电动机壳体间的两气体通道重要地对吸入进口定位。
此进口内部的位置使一通道接纳进入气体与此流动，分为沿着相反的方向流动，也就是向下流动、向上流动。
同时，吸入扩散件、挡板等也能有利于分离汽油。
1.2涡旋式制冷压缩机工作的基本原理涡旋式制冷压缩机是由两个双函数方程型线的动涡盘与静涡盘组合而成。
在压缩和吸气中，在机架上固定静盘，动盘是由驱动偏心轴驱动并受防自动转机机构的限制，在静盘基圆中心围绕，作小幅度的平面转动。
气体在空气滤芯吸入静盘外围，在偏心轴的旋转下，在动盘和静盘的噬合下，气体组合而成多个月牙，形成了压缩腔内压缩机。
1.3涡旋式制冷压缩机的主要特点由于涡旋压缩机的特殊设计，已经被誉为节能压缩机。
涡旋压缩机中的涡盘是主要运行件，一般情况下，只有龊合，并不会磨损。
由于使用期限很长，被称之为超静压缩机。
涡旋式压缩机具有多种优势，如重量轻、结构独特、振动频率小、输气平稳等，被普遍利用在运输业、工业和食品业中。
涡旋式压缩机结构部件有：驱动轴，可按照顺时针或者逆时针方向旋转；气缸，形成相应大小的内部面积；滚轮，在气缸四周面内接触，并在偏心部四面旋转，可沿着周面开始滚动运动，并与内周面形成用于吸入流体的腔室；机油流路，在轴承和驱动轴之间设置，并有机油均匀流动；排出端口，有利于流体腔室的连通；端口的吸引，它们在流体腔室连通，并能够以相应的角度来隔离。
汽车空调涡旋式压缩机技术及其发展
中图分类号 ： ４ ３ Ｕ６
文献标 识码 ： Ａ
‘
文章编 号：０ ６ ４ １ （０ ０）４ ０ ２ 一 １ １０ — ３ １ ２ １ ２— ２ １ Ｏ
工 作 时 ， 涡 盘 在 气 体 力 的 作 用 下 ， 存 在 绕 其 中 心 自转 的趋 动 会 汽 车 工 业 是 我 国 的 支柱 产业 ，而 空调 是 汽 车 现 代 化 标 志 之一 ， 势 。 这 种 趋 势 会破 坏 了 涡 旋 压 缩 机 的 正 常 工 作 ， 此 存在 防 自转 装 因 置 。 防 自转 机 构 设 置 在 动 涡 盘 与 支 架 之 间 ， 见 的 结 构 型 式 有 十 字 常 现在 基 本 所 有 的 轿 车 上 都 装 备 有 汽车 空调 。 球 圆 小 作 为汽 车 空 调 核 心 部件 的压 缩 机 ， 技 术 和 质 量 上 也 取 得 了长 联 轴 器 、 轴 承 、 柱 销 、 曲柄 轴 等 。 在 足的进步 ， 缩机的设计正朝 着减少重量和体 积、 压 降低 噪 音 和 增 加 ３２涡 旋 压 缩 机 的 工 作 原 理 。 ． 振动 稳 定 性 的 方 向发 展 。 目前 压 缩 机 仍 以 斜板 式 、 叶 式 和 漩 涡 式 旋 动 静 涡 旋 盘 的 最 常 用 型 线 是 圆 的 渐开 线 及 其 修 正 曲线 。 面 以 下 压缩 机 为主 ， ２ 纪 以来 ， 旋 压 缩 机 以其 机 构 紧 凑 、 效 节 能 、 圆 的渐 开 线 涡 旋 型 线 为 例 来 说 明 涡旋 压 缩 机 的工 作 原 理 。 自 ０世 涡 高 微振 低 噪 以及 工 作 可 靠 性 等 特 点 ， 汽 车 空调 中 的 应 用 也 越 来 越 引 在 把涡旋 型线 参数 、 相位差 、 圆中心相距 ｒ 同的动涡盘 与静 基 相 起 人们 的 关注 。 论 文 将 对 汽 车 用 涡旋 式 空调 压 缩 机 技 术 及 其 发 展 涡 盘 组 装 后 ， 以形 成 数 对 封 闭 的 月 牙 形 容 积 腔 。 当偏 心 轴推 动 动 本 可 进行 阐述 。 涡 盘 中心 绕 静 涡 盘 中 心 作 圆 周 轨 道 运 动 时 ， 些 封 闭 的容 积腔 相 应 这 地 扩 大 或 缩 小 ， 此 实现 气 体 的吸 入 、 缩 和 排 气 的 目的 。 压 气体 由 压 低 １ 概 述 压 缩 机 是 汽 车 空调 制 冷 系统 的 心 脏 ， 作 用 是 维 持 制 冷 剂 在 制 从 静 涡 盘 上 开 设 的 吸 气 孔 口或 动 静 涡 旋 盘 的 周边 缝 隙进 入 吸气 腔 ， 其 冷 系统 中 的循 环 ， 八 来 自蒸 发 器 的低 温 、 压 制 冷 剂 蒸 气 ， 缩 制 经 压 缩 后 由静 涡 盘 中 心处 的排 气 孔 口排 出 。 吸 低 压 动 、 涡 旋 盘 的 型 线 为 ３圈 ， 形 成 了 ３对 容 积 腔 ， 别 用 １ 静 便 分 、 冷 剂 蒸 气 使 其压 力和 温 度 升 高 ， 并将 制冷 剂蒸 气 送 往 冷 凝 器 。 用于 汽 车 制冷 系统 的压 缩 机 按 运 动 型 式 可 分 以下 几 种 ： ２ ３表 示 ， 依 次称 为 中 心压 缩 腔 （ 、 并 即第 一 压 缩 腔 ， 称 排 气 腔 ）第 又 、 １１往 复 活塞 式压 缩 机 。 ． 二和 第 三压 缩 腔 。 用 。表 示动 涡盘 中 心绕 静 涡盘 中 心 的 转动 角 ， 阴 ① 曲轴连杆式 ｉ 径向活塞 式ｉ 轴向活塞 式 ② ③ 翘板式、 斜板式 。 影 部 分表 示第 ２压 缩 腔 对 应 于 曲柄 转 角 。时 的轴 向投 影 面 积 。 １２旋 转 式 压缩 机 。 ＿ 当 ０ ０时 ， 三 压 缩 腔 刚好 封 闭 ， 缩 机 的吸 气 过 程 结 束 ， 时 ＝。 第 压 这 ①旋 叶式 ： 圆形汽缸、 椭圆形汽缸 ； 转子式 滚动活塞式 、 ② 三角 第三 压 缩 腔 中充 入 的气 体 所 占据 的容 积 即 为 吸气 容 积 ， 当于 往 复 相 式压 缩 机 的 行程 容 积 。 随着 主 轴 转 角 的增 大 ， 月牙 形 面 积 逐 渐减 小 ， 转子式 ； ③螺杆式压缩机 ④涡旋式压缩机。 而车用空调要 求体 积小、 重量轻 ， 并且要能 在 比较 恶劣的工 况 当 ０ ３ ０ 时， ＝ ６ 。 第三压缩腔完 成对气体 的压缩过 程 ， 时的压缩腔容 这 下 工 作 ， 着 汽 车 技 术 的 发 展 ， 车 空 调 对 这些 技 术 要 求 越 来 越 高 ， 积就是第 二压缩腔 的最大封 闭容积。 随 汽 中心压缩腔和 第二压缩腔 中的 而 与 传统 的往 复式 和 斜 盘 式 空 调 压 缩 机 相 比 ， 旋 压 缩 机 因其 性 能 气 体 容 积 变 化规 律 与 第 三 压 缩 腔 中 的 相 同 。 涡 上 满 足 上 述特 点而 在 汽 车 空 调 的 应 用 上 具 有 明 显 的优 势 ， 到 了越 得 需 要 指 出的 是 ， 三 压 缩 腔 在压 缩 气 体 的 时 候 ， 缩 机 的 吸 气 第 压 来越多的应用。 过 程 也 在 进 行 。 涡 旋 式 压 缩 机 压 缩 气 体 的过 程 是 在 连 续 进 行 的 ， 主 轴 每 转 一 周 即可 完 成 一 次 吸 气 。 ２ 涡 旋 式 压 缩 机 发 展 优 越 性 涡 旋 式 压 缩 机 由 一 个 固 定 的渐 开 线 涡 旋 盘 和 一 个 呈 偏 心 回 旋 ４ 涡旋 式 压 缩 机 发 展 存 在 的 问 题 平 动 的渐 开 线 运动 涡旋 盘组 成 可压 缩 容 积 的压 缩 机 。 旋 式 压 缩 机 涡 ４１其 运 动 机 件 表 面 多 是 呈 曲面 形 状 ， 些 曲面 的加 工 精 度 ， ． 这 特 涡 应 的压 缩 腔 形状 及 其 变 化 ， 不 同于 往 复 式 压 缩 机 ， 不 同 于 旋 转 式 别 是 涡 旋 体 的 形 位 公 差 有 很 高 要 求 ， 旋 体 侧 壁 面 的 垂 直 度 ， 控 既 又 压 缩 机 ， 把 它称 作 新 一 代 容 积 式 压 缩 机 。 故 综合 起来 ， 涡旋 压 缩 机 有 制 在 微 米 级 ， 的还 需 要 专 门 的加 工 方法 、 工 技 术 和 加 工 设 备 ， 有 加 因 以下 优 点 ． 此 制造 成 本 较 高 。 ２１效 率 高 ， ． 多个 压 缩 腔 同 时 工 作 ， 邻 压 缩 腔 之 间 的气 体 压 差 相 ４２其 运 动 机 件 之 问 或 运 动机 件 与 固定 机 件 之 间 ，常 以 保持 ～ ． 小 ， 体 泄 漏量 少 ， 率 高达 ９ ％～ ８ 气 效 ０ ９ ％。 定 的运 动 间 隙 来 达 到 密封 ， 气体 通 过 间 隙 势 必 引起 泄 漏 ， 因此 密 封 ２２涡旋式压缩机体 积小、 ． 重量轻 ， 噪声小 ， 整机振动小。 起 来 比较 困 难 。 ４３动 涡 盘 上 承 受 的 轴 向 气体 作 用 力 ， 主轴 转角 发 生 变 化 ， ． 随 很 ２３低 温 性 能好 ， 效 节 能 （ 容 积 效 率 １在 中 、 温 应 用 时 ， ． 高 高 ： 低 比 难 恰 如 其 分 以 平衡 ， 轴 向气 体 力 往 往 带来 摩 擦 功 率 消 耗 。 此 传 统 的活 塞 机 在 容 积效 率上 高 ３ ％ 以上 。 ０
涡旋压缩机发展历程、工作原理和技术优势分析全套
涡旋压缩机发展历程、工作原理和技术优势分析全套涡旋压缩机是继往复压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机之后的又一种新型高效容积式压缩机，被公认为是技术先进的第三代压缩机。
与同等容量的往复压缩机相比，主要零部件仅为往复式的40%,体积减小40%左右，噪声下降5-8dB,效率提高10%,重量减轻15%,驱动力矩的波动幅度仅为往复式的1/10。
由于涡旋压缩机独特的结构形式和运动规律，使其具有优良的热力性能和力学性能。
①涡旋压缩机的发展历程涡旋机械理论的提出，可以追溯到19世纪末与20世纪初。
1905年法国人1eonCreux以可逆转的涡旋膨胀机为题申请了美国专利；1925年1Nordi申请了涡旋液体泵的专利。
在随后近70年里，涡旋机械都没有得到更深入的研究和发展，其原因主要是由于涡旋机械的关键部件一一涡旋盘涡旋齿型线的加工精度无法得到保证，各种加工手段、工艺设备和检测设备都不能保证高精度涡旋型线的加工与检测。
直到20世纪70年代，由于能源危机以及温室效应的出现，使得对节省能源和环境保护的要求日益高涨，涡旋机械以其效率高、振动噪声小、结构简单和运转平稳等显著优点满足了人们对节能和环保的要求；同时高精度数控加工技术的发展，也为涡旋机械的发展带来了机遇。
1972年，美国ArthurD.1itt1（e简称A.D.1）公司首次采用双伸轴两级压缩的结构，成功开发出了排气压力为17MPa的氨气涡旋压缩机，展现出涡旋机械独特的优点。
把它用在远洋海轮上，并在此基础上与瑞士合作开发了多种工质的涡旋压缩机样机，标志着涡旋压缩机实用化年代的到来，从而揭开了涡旋压缩机大规模产业化的序幕。
1973-1976年间，美国和瑞士先后开发了空气、氮气及氟利昂等介质的涡旋压缩机，从此涡旋压缩机的系列化产品相继出现。
1981年，日本三菱重工推出了用于汽车空调的涡旋压缩机；1982年，三电公司开始批量生产汽车空调涡旋10刘振全主编，《涡旋式流体机械与涡旋压缩机》，机械工业出版社，2009年4月第一版压缩机；1983年，日立公司开发出2~5hp(0.15~3.73kW)的全封闭涡旋压缩机用于单元式空调和柜式空调；松下电器于1990年开始大规模生产小型立式空调涡旋压缩机，又于1992年成功地研究开发了分体式空调卧式涡旋压缩机；丰田公司大批量生产涡旋式汽车空调压缩机用以装备其公司生产的轿车；东芝公司把涡旋压缩机作为新干线高速火车的空调压缩机，成为新干线高技术组合的一部分。
科技成果——电动汽车空调用电动涡旋式压缩机技术
科技成果——电动汽车空调用电动涡旋式压缩机技术技术开发单位中科院理化技术研究所项目背景电动压缩机是汽车空调最关键部件，其性能好坏直接确定了汽车空调的性能，也是技术难度最大的部件。
目前电动压缩机技术主要控制在日本、美国等企业中，国内企业存在很大差距，故迫切需要研制出电动汽车空调用电动涡旋式压缩机并实现产业化。
本项目使用涡旋技术，高效节能，与传统压缩机相比，节能20-30%，整车节能4-6%，项目完全实施后预计年节约用电55万度。
电动涡旋式压缩机外观示意图技术特点电动涡旋式压缩机是采用直流电机驱动，一对涡旋盘啮合来实现气体的压缩。
具有以下优点：1、压缩机构与电机转子共用一根轴，采用电机、控制器、压缩机构集成化设计，提高了整体制冷效率。
2、无吸气阀，无余隙容积，容积效率高。
3、采用直流无刷电机，电机效率高。
4、启动扭矩低，易启动，操作平稳，振动小，噪音低。
5、高速度小排量，易于体积小型化和轻量化。
6、控制单元精确控制电机转速实现压缩机输气量0-100%最大输出量间变化。
7、能够实现车辆起步阶段的快速降温和车外气候条件变化而车内恒温的要求。
应用场合和市场预测该产品主要应用于各类电动汽车空调中，包括纯电动汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车、新能源（如太阳能）汽车等空调系统中。
2009年国家“十大产业振兴规划”中将新能源汽车作为重点支持产业，“电动压缩机”列入实施细则目录中。
《汽车与新能源汽车产业发展规划》（2011-2020年）提出了2011-2020年我国新能源汽车产业的发展目标是，到2020年，新能源汽车产业化和市场规模达到世界第一，新能源汽车保有量达到500万辆。
市场前景非常广阔。
合作方式合作开发。
涡旋压缩机发展动态
汽车作为一种重要的现代化交通工具，其舒适性与现在我们的日常生活及出行密不可分。
随着我们生活水平的提高，我们对汽车舒适性的要求越来越高。
空气调节，广义的讨论是一种一年四季保持室内的空气温度、湿度、空气流速、洁净、噪声以及余压等在热舒适标准范围内的技术，而应用在汽车工业上，便是汽车空调。
汽车空调是空气调节工程的一个重要分支，是对汽车车室内或者驾驶室内空气的质量和数量，为达到热舒适的标准而进行调节的装置。
早在1886 年，德国的卡尔·本茨(Karl Benz)创造出第一辆汽车以来，汽车工业经历了几次飞跃的发展，使汽车成为今天我们重要的交通工具和工业的重要支柱。
而汽车空调的问世却比汽车的发展晚了整整半个世纪。
1927 年市场上出现了第一台汽车空调装置，实际上只能称之为加热器。
1940 年美国Packard 公司第一次以机械制冷用于车用空调。
汽车空调的实用化、普及化是从第二次世界大战后才开始的，然而其发展却是异常的迅速。
1953 年，装有冷气的车辆才惟独车辆总数的10%，而仅仅到了20 世纪80 年代末，美、日等国的汽车空调的装着率便已经达到了80-90%，其中轿车、旅游车则高达100%。
现在，汽车空调系统不仅安装在轿车、旅行车、客车和公共汽车上，而且在工程车、农用机械上也得到广泛的应用。
而汽车空调装置，比普通空调装置使用的条件会苛刻得多。
汽车室外气候环境变化急剧，变化幅度又大；车室的空间是有限的狭小容积，因此成员占空间比大;特别是汽车行驶速度的变化是偶然性的，车速变化引起压缩机主轴速度的变化，这种偶然性使空调系统变工况运行中更加复杂和难以控制。
根据汽车空调的特点要求空调装置具有快速制冷和低速空调性能。
自80 年代计算机微处理汽车空调系统问世以来，汽车空调器的机能和控制发生了根本的变化，使司机从繁琐的温度调节中解放出来，提高了整车机动性和舒适性，并能达到冷暖通风一体化的效能。
作为空调装置的核心，汽车空调压缩机经历了从无到有，也有了长足的发展。
涡旋式压缩机简介及压缩机常见故障
优
点
具有较大的排气缓冲容积, 振动小, 输气均匀 吸气预热小﹑容积效率高 (直接吸气) 润滑得到可靠保证(可以采 用压力供油润滑) 压缩机中可以有较多的润滑 油起良好的润滑﹑冷却及液体 阻塞作用 直接吸气不存在液体制冷剂 对润滑油膜的破坏作用 承受轴向气体力的能力较好, 螺钉只起紧固作用
接触器问题
为了安全可靠，压缩机接触器要同时断开三相 电路。接触器必须能满足苛刻的条件，如快速循环， 持续超载和低电压。它们必须有足够大的面积以散 发负载电流所产生的热量，触点材料的选择必须在 启动或堵转等大电流情况下能防止焊合。否则接触 器触点焊合后，依赖接触器断开压缩机电源回路的 所有控制（比如高低压控制，温度控制，融霜控制 等）将全部失效，压缩机处于无保护状态。因此， 当电机烧毁后，检查接触器是必不可少的工序。
高可靠性特点
和其他压缩机相 比，涡旋压缩机 是连续吸气、压 缩、排气循环工 作过程，因此， 不需吸、排气阀， 从而无阀故障 （压缩不良）， 而具有更高的可 靠性。
高压腔与低压腔涡旋压缩机特点
高压腔与低压腔涡旋压缩机的划分，主要 是对全封闭涡旋压缩机中，电机所处在的工作环 境温度进行区分。 电机处于排气侧（壳体内为排气压力），称 为高压腔（一般以HITACHI为代表)； 电机处于回气侧（壳体内为回气压力） ， 称为低压腔（一般以COPELAND为代表）。 两种结构的涡旋压缩机，与其结构对应具有 相应的特点，且各具优缺点。
涡 旋 压 缩 机 简 介
2012-7-1
涡旋压缩机工作原理
涡旋压缩机是怎样工作的
中压腔
低压腔
高压腔
中央排气口
涡旋压缩机的发展历史
1905年法国人Leon Creux 提出涡旋机械的工作原理，并申请美国 专利。但是由于零件的精度要求与轴向力的平衡制约了其产业化。 70年代，高精度数控铣床的涌现和世界能源危机的加剧，促进了涡 旋压缩机的发展。在1972年美国的Arthur D Little 公司成功开发 出压缩氦气的涡旋压缩机，并应用在远洋海轮上，标志着涡旋压缩 机实用化年代的到来。 80年代,涡旋压缩机首先在空调压缩机技术领域取得商业应用。 （81年，三电、三菱重工推出汽车空调用涡旋压缩机；83年，日立 推出柜式空调用全封闭涡旋压缩机；87年，谷轮开始生产空调压缩 机） 90年代,涡旋压缩机的系列化产品相继问世。日本松下电器公司生 产出家用空调用小型全封闭压缩机；东芝公司推出列车空调用压缩 机；Carrier公司推出在冷水机组上并联使用的涡旋压缩机。涡旋 空气压缩机也得到一定的发展
涡旋式压缩机
涡旋式压缩机涡旋式压缩机是一种流体压缩设备，采用涡旋式结构来增加压缩空气的压力和速度。
它在许多应用中广泛使用，包括空调系统、制冷系统、汽车引擎等。
本文将介绍涡旋式压缩机的原理、结构和应用。
涡旋式压缩机的原理是利用涡旋或旋涡效应将气体压缩。
它由一对共轴旋转的固定螺旋线和一个固定的外壳组成。
当旋转的螺旋线在外壳内部旋转时，被压缩的气体被迫经过螺旋线，并且由于螺旋线的形状和旋转速度，气体的压力和速度都得到增加。
涡旋式压缩机的结构相对简单，由一个旋转部件和一个固定部件组成。
旋转部件包括两个螺旋线，它们共轴排列，并且在固定油封的帮助下旋转。
固定部分包括外壳和入口出口口。
当气体进入压缩机时，通过入口口进入旋转螺旋线，然后被壳体包围并被迫通过另一端的出口口。
涡旋式压缩机具有多个优点。
首先，它的结构简单，没有复杂的移动部件，因此可以减少维护和故障的风险。
其次，涡旋式压缩机有较高的效率。
螺旋线的形状和旋转速度被精心设计，以确保能够达到较高的压缩比。
此外，涡旋式压缩机还具有较低的噪音水平和较小的体积，适用于空间有限的应用场景。
涡旋式压缩机在许多领域有广泛的应用。
首先，它在空调系统中被广泛使用。
通过增加压力和速度，涡旋式压缩机可以改变气体的状态，将低温低压的气体转化为高温高压的气体，从而实现冷却效果。
其次，涡旋式压缩机也常用于制冷系统。
它可以将制冷剂从低压区域抽出，并通过压缩使其进入高压区域，从而产生制冷效果。
此外，涡旋式压缩机还被广泛应用于汽车引擎，用于增加气缸中的气体压力和密度，提高燃烧效率。
然而，涡旋式压缩机也存在一些限制。
首先，由于涡旋式压缩机的结构限制，其压缩比相对较低，无法满足一些高压需求的应用场景。
其次，由于旋转螺旋线的运动，涡旋式压缩机会产生振动和噪音。
这可能对某些噪音敏感的应用场景造成干扰。
此外，由于涡旋式压缩机的结构复杂度相对较高，制造和维修成本也较高。
总的来说，涡旋式压缩机是一种在许多应用中广泛使用的流体压缩设备。
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汽车空调涡旋式压缩机技术及其发展
作者：黄晓鹏
来源：《价值工程》2010年第24期
摘要:介绍了汽车空调压缩机的分类,涡旋式空调压缩机结构、特点及其工作原理,并且对汽车空调压缩机的前景进行了展望。
Abstract: The paper introduces the classification of automobile air-conditioning compressor,the structure,feature and working principle of scroll type compressor and describes the prospects of automobile air-conditioning compressor.
关键词:汽车空调;涡旋式压缩机;动涡盘;静涡盘
Key words: automobile air-conditioning;scroll type compressor;orbiting scroll;static scroll
中图分类号:U463 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)24-0221-01
0引言
汽车工业是我国的支柱产业,而空调是汽车现代化标志之一,现在基本所有的轿车上都装备有汽车空调。
作为汽车空调核心部件的压缩机,在技术和质量上也取得了长足的进步,压缩机的设计正朝着减少重量和体积、降低噪音和增加振动稳定性的方向发展。
目前压缩机仍以斜板式、旋叶式和漩涡式压缩机为主,自20世纪以来,涡旋压缩机以其机构紧凑、高效节能、微振低噪以及工作可靠性等特点,在汽车空调中的应用也越来越引起人们的关注。
本论文将对汽车用涡旋式空调压缩机技术及其发展进行阐述。
1概述
压缩机是汽车空调制冷系统的心脏,其作用是维持制冷剂在制冷系统中的循环,吸入来自蒸发器的低温、低压制冷剂蒸气,压缩制冷剂蒸气使其压力和温度升高,并将制冷剂蒸气送往冷凝器。
用于汽车制冷系统的压缩机按运动型式可分以下几种:
1.1 往复活塞式压缩机。
①曲轴连杆式;②径向活塞式;③轴向活塞式:翘板式、斜板式。
1.2 旋转式压缩机。
①旋叶式:圆形汽缸、椭圆形汽缸;②转子式:滚动活塞式、三角转子式;③螺杆式压缩机;④涡旋式压缩机。
而车用空调要求体积小、重量轻,并且要能在比较恶劣的工况下工作,随着汽车技术的发展,汽车空调对这些技术要求越来越高,而与传统的往复式和斜盘式空调压缩机相比,涡旋压缩机因其性能上满足上述特点而在汽车空调的应用上具有明显的优势,得到了越来越多的应用。
2涡旋式压缩机发展优越性
涡旋式压缩机由一个固定的渐开线涡旋盘和一个呈偏心回旋平动的渐开线运动涡旋盘组成可压缩容积的压缩机。
涡旋式压缩机的压缩腔形状及其变化,既不同于往复式压缩机,又不同于旋转式压缩机,故把它称作新一代容积式压缩机。
综合起来,涡旋压缩机有以下优点:
2.1 效率高,多个压缩腔同时工作,相邻压缩腔之间的气体压差小,气体泄漏量少,效率高达90%-98%。
2.2 涡旋式压缩机体积小、重量轻,噪声小,整机振动小。
2.3 低温性能好,高效节能(高容积效率):在中、低温应用时,比传统的活塞机在容积效率上高30%以上。
2.4 没有吸、排气阀,涡旋压缩机运转可靠,且特别适应于变转速运转和变速技术。
2.5 由于涡旋空压机本身无易损件、机组性能优良,因此保养费用极低。
3涡旋压缩机的整体结构及工作原理
3.1 涡旋压缩机的整体结构。
汽车空调涡旋压缩机的主要构件有动涡盘、静涡盘、防自转机构、曲轴和支架等,其中,动涡盘放置于静涡盘和支架之间,可以沿轴向移动。
工作时,动涡盘在气体力的作用下,会存在绕其中心自转的趋势。
这种趋势会破坏了涡旋压缩机的正常工作,因此存在防自转装置。
防自转机构设置在动涡盘与支架之间,常见的结构型式有十字联轴器、球轴承、圆柱销、小曲柄轴等。
3.2 涡旋压缩机的工作原理。
动静涡旋盘的最常用型线是圆的渐开线及其修正曲线。
下面以圆的渐开线涡旋型线为例来说明涡旋压缩机的工作原理。
把涡旋型线参数、相位差、基圆中心相距r相同的动涡盘与静涡盘组装后,可以形成数对封闭的月牙形容积腔。
当偏心轴推动动涡盘中心绕静涡盘中心作圆周轨道运动时,这些封闭的容积腔相应地扩大或缩小,由此实现气体的吸入、压缩和排气的目的。
低压气体从静涡盘上开设的吸气孔口或动静涡旋盘的周边缝隙进入吸气腔,经压缩后由静涡盘中心处的排气孔口排出。
动、静涡旋盘的型线为3圈,便形成了3对容积腔,分别用1、2、3表示,并依次称为中心压缩腔(即第一压缩腔,又称排气腔)、第二和第三压缩腔。
用θ表示动涡盘中心绕静涡盘中心的转动角,阴影部分表示第2压缩腔对应于曲柄转角θ时的轴向投影面积。
当θ=0°时,第三压缩腔刚好封闭,压缩机的吸气过程结束,这时第三压缩腔中充入的气体所占据的容积即为吸气容积,相当于往复式压缩机的行程容积。
随着主轴转角的增大,月牙形面积逐渐减小,当θ=360°时,第三压缩腔完成对气体的压缩过程,这时的压缩腔容积就是第二压缩腔的最大封闭容积。
中心压缩腔和第二压缩腔中的气体容积变化规律与第三压缩腔中的相同。
需要指出的是,第三压缩腔在压缩气体的时候,压缩机的吸气过程也在进行。
涡旋式压缩机压缩气体的过程是在连续进行的,主轴每转一周即可完成一次吸气。
4涡旋式压缩机发展存在的问题
4.1 其运动机件表面多是呈曲面形状,这些曲面的加工精度,特别是涡旋体的形位公差有很高要求,涡旋体侧壁面的垂直度,应控制在微米级,有的还需要专门的加工方法、加工技术和加工设备,因此制造成本较高。
4.2 其运动机件之间或运动机件与固定机件之间,常以保持一定的运动间隙来达到密封,气体通过间隙势必引起泄漏,因此密封起来比较困难。
4.3 动涡盘上承受的轴向气体作用力,随主轴转角发生变化,很难恰如其分以平衡,此轴向气体力往往带来摩擦功率消耗。
4.4 从生产和市场来看,我国目前真正拥有涡旋压缩技术并能大批生产的公司并不多。
国外,美国、日本和法国的几家公司都拥有自己的产品专利,垄断了具有优越性能的涡旋压缩专利产品。
但是,国外产品价格昂贵,不适应中国国情。
5结束语
虽然涡旋式汽车空调压缩机存在很多使用、性能方面的优点,但是要广泛使用还需要很长一段路要走,我们应正视其在技术方面的缺点,努力解决,同时借鉴国外领先技术及发展经验,加大生产力,降低成本使其早日得到更为广泛的应用。