涡旋式压缩机在汽车空调上的应用

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1、涡旋压缩机在汽车空调上的应用EckhardA.Groll机械工程系副教授美国印第安纳州西拉菲特市普度大学Herrick实验室RAYW.HERRICKLABORATORIES目录汽车空调的历史汽车空调压缩机的发展涡旋压缩机技术整个汽车空调的统计数字(美国+世界)汽车空调的未来RAYW.HERRICKLABORATORIES汽车空调的历史RAYW.HERRICKLABORATORIES早期汽车仅仅通过特殊的布来保护当车速高达15英里/h时，通过风来降温一辆未提供任何保护的机动“马车”一块大的用于5人的防雨护裙（用于敞体汽车）RAYW.HERRICKLABORAT

2、ORIES早期的取暖系统二十世纪初，汽车上常见的取暖用热砖、提灯、便携式燃煤加热器等加热器不是为特殊的汽车设计的由于泄漏，尾气加热器存在许多问题尾气加热器温度非常高，以至于将乘客的鞋烧穿。1925年使用的高性能尾气加热器RAYW.HERRICKLABORATORIES空气调节需求的增长1884年出现第一台用冰块冷却车子内部的马拉车1908年出现第一辆带封闭仓的汽车1925年带封闭仓的汽车产量超过敞棚车早期的通风系统不对空气中的灰尘、脏物、花粉、昆虫等进行过滤。RAYW.HERRICKLABORATORIES早期的冷却系统1930年C&CKelvinator第一

3、次将一台蒸汽压缩式制冷装置装上汽车1933年卡迪拉克开始使用R12为工质的制冷循环系统1941年卡迪拉克开始大批量生产300台带空调的汽车1930:一辆带0.37kWKelvinator制冷装置的卡迪拉克车，其发动机为一台1.1kW的汽油机RAYW.HERRICKLABORATORIES由派卡德改进的第一个实用汽车空调系统1934年福特V-8五座车的可行性研究RAYW.HERRICKLABORATORIES过去六十年的汽车空调二十世纪四十年代，第二次世界大战阻碍了汽车空调的发展1954年，安装了第一个旋钮控制开关1960年，7%的新车装有空调1980年，售出的

4、车中有72%配有初装空调二十世纪九十年代，汽车空调由R12、R22工质转为R134aRAYW.HERRICKLABORATORIES当今的汽车空调在美国近95%的新车安装了空调由于CFCs以及HCFCs的对臭氧层的潜在破坏而被逐步淘汰，而HFCs是导致全球变暖的因素之一而被严格审查，因此人们开始将兴趣投向替代制冷剂CO2上RAYW.HERRICKLABORATORIES汽车空调压缩机的发展RAYW.HERRICKLABORATORIES汽车空调压缩机的发展进程1940195019601970198019902000曲轴连杆式摇板式斜盘式涡旋式RAYW.HERR

5、ICKLABORATORIES滚动活塞式和摇板式汽车空调压缩机两级滚动活塞式压缩机具有控制阀的变排量摇板式压缩机RAYW.HERRICKLABORATORIES斜盘式压缩机可变排量斜盘式压缩机定排量斜盘式压缩机RAYW.HERRICKLABORATORIES涡旋式汽车空调压缩机的优点涡旋汽车空调压缩机效率高于其它类型的压缩机由于无吸气阀，所以吸气侧的压力降很小由于容积变化平稳，压缩机的排气脉动小，所以噪音和振动小RAYW.HERRICKLABORATORIES涡旋压缩机技术RAYW.HERRICKLABORATORIES涡旋压缩机内的流体运动腔2(吸气腔)腔3

6、(压缩腔)腔1(吸气腔)腔4(压缩腔)腔6腔5腔7腔9腔8腔10(排气区域)RAYW.HERRICKLABORATORIES汽车用涡旋压缩机的剖视图RAYW.HERRICKLABORATORIES电动涡旋压缩机的剖视图热交换器RAYW.HERRICKLABORATORIES涡旋压缩机的损失压力损失泄漏及热损失机械损失RAYW.HERRICKLABORATORIES涡旋压缩机和摇板式压缩机的效率对比涡旋压缩机的理论分析值测量值摇板式压缩机的理论分析值RAYW.HERRICKLABORATORIES涡旋压缩机的能量控制方法离合器通断循环改变转速外部气体旁通分离涡旋

7、盘:内泄漏Visteon可变排量涡旋压缩机RAYW.HERRICKLABORATORIES带气体旁通的可变排量涡旋压缩机全载中间负载最小负载RAYW.HERRICKLABORATORIES可变排量涡旋压缩机最大排气量:86-109cc最小排气量:30%质量:6.5kg最大转速RPM10’000最大能量卸载时能量RAYW.HERRICKLABORATORIESCO2涡旋压缩机一台轻型CO2涡旋压缩机的外形图RAYW.HERRICKLABORATORIES通过新设计节能两段涡旋盘型线损失分析020406080100120140160传统型线两段型线Relative

8、powerconsumption[%]