2 汽車空調壓縮機應用概況

目前正式應用在汽車空調上的壓縮機不少于30種，按其運動形式和主要零件形狀，壓縮機分類如圖2-2所示。

汽車空調制冷壓縮機的結構、性能、特點及應用情況如下。

1）曲軸連桿式壓縮機是使用時間最早、最長的第一代產品，目前仍然應用在家用制冷裝置和空調器上。中型曲軸連桿式壓縮機仍在公共汽車和旅游客車上大量應用。

2）擺盤式和斜盤式活塞壓縮機是第二代產品。它的優(yōu)點是沒有連桿，主軸上慣性較小，結構緊湊。從1953年至今，汽車空調應用中仍以它為主。

3）徑向活塞式壓縮機雖然20世紀70年代便已問世，但它在應用過程中，遇到了回轉式壓縮機的競爭，所以這種壓縮機至今沒有得到應有的重視。

以上這幾種壓縮機均屬于往復活塞式壓縮機。往復活塞式壓縮機共同的特點是活塞做往復運動。所以，運動慣性力大，轉速的提高受到了限制。這樣在相同體積下與其他制冷機比較，其制冷量小，振動大，容積效率較低。特別是慣性力對轉速的限制，是它們可能被旋轉式壓縮機所取代的根本原因。

4）旋葉式、滾動活塞式、三角轉子式和螺桿式壓縮機可以稱為第三代產品。它們的共同特點是容積系數(shù)較高，都需要大量的粘度較高的冷凍潤滑油來潤滑和密封，所以潤滑系統(tǒng)較復雜。

圖2-2 汽車空調壓縮機分類

5）渦旋式壓縮機為第四代。它的特點是基本具備了汽車對空調壓縮機提出的要求和特性，是一種最有前途的壓縮機。目前應用在轎車上的一些型號已全面地顯示了它的優(yōu)越性，但其在大型客車上的應用還有一段距離。

目前，大型汽車上的空調壓縮機仍然采用曲軸連桿式。這是因為它可以按照需要的制冷量，配置多缸制冷壓縮機，既便于生產，又便于維修。它的低速性能亦比其他壓縮機好，所以特別適用于在大制冷量需求的汽車空調上采用。

旋葉式壓縮機的結構很理想，但它的旋葉片是滑移式的，所以磨損嚴重，壽命短，維修量大。另外由于轉子旋轉到氣缸空間容積最大處時，葉片由于摩擦力和伸長量大，導致葉片振動，產生泄漏振紋以致折斷。因此它的速度、排氣壓力受到限制，制冷量亦較低。所以還需進一步改進，才能得到廣泛應用。

滾動活塞式壓縮機具有很多優(yōu)點。它完全克服了旋葉式的上述缺點，制造工藝亦較簡單，滾動活塞式壓縮機的最大缺點是：容積效率、制冷系數(shù)都會隨著轉速的增加而下降。這樣壓縮機在高速時，制冷效果不佳，能耗也增加。這點在汽車空調上顯然不適合，對它進行改進很有必要。

三角轉子壓縮機由于有汪克爾式發(fā)動機幾十年的研制經驗，采用合理的密封結構，使氣體的泄漏量大大減少，從而使它在低轉速下仍有較高的制冷能力和容積效率。由于它允許采用較高的壓縮比，所以制冷能力強，應該說這種壓縮機在汽車空調上是有廣闊前景的。但在高速運轉情況下出現(xiàn)的系統(tǒng)潤滑困難和磨損較大，以及相應的壓縮機離合器的離合振動問題都還有待解決。

螺桿式壓縮機的最大特點是工作可靠性最高，壽命最長。適合于應用在汽車空調上。但是在同樣的制冷量情況下，它的重量最大，是絕熱效率最低的壓縮機。因為它依靠兩個螺桿嚙合的空間來吸氣，由于嚙合空間小，所以排氣量亦小，單位重量的制冷量就小。螺桿式壓縮機還需要大量潤滑油來潤滑和密封螺桿的嚙合面，帶走大量熱量。所以絕熱效率最低，能量利用率低，即制冷系數(shù)比較低。吸氣壓力變化引起的附加功耗以及低速性能差也是它的致命弱點。所以螺桿式壓縮機目前主要應用在大型客車的獨立式空調系統(tǒng)上。

渦旋式壓縮機性能優(yōu)良，工作可靠，體積小，重量輕，適合于各種檔次的轎車上，但應用在大型客車上，還有許多技術難題有待解決。

為了保護地球的有限資源，減少環(huán)境污染，各國對汽車的每100km耗油量都做出嚴格的限制。加裝空調后，汽車油耗增加7%～10%。因此，節(jié)能型汽車空調壓縮機是今后的發(fā)展方向。很顯然，在高速下調節(jié)壓縮機的制冷輸出量，降低發(fā)動機的能量消耗，保證汽車具有優(yōu)良的動力性和車內的舒適性，以及降低油耗是當今各類型壓縮機開發(fā)研制的方向。

變容量壓縮機便是根據(jù)上述要求提出來的。它可以根據(jù)發(fā)動機的轉速、車內的溫度、自動地調節(jié)壓縮機輸出的制冷量，達到壓縮機能量的輸出與車內熱負荷的完美匹配，從而進一步提高汽車的舒適性和降低汽車的燃油消耗。

各類型壓縮機都可根據(jù)自身的結構特點，通過簡單的方法，達到變容量調節(jié)。曲軸連桿式、斜盤式、滾動活塞式等壓縮機的能量調節(jié)都是突變性的、分級的，這無疑不利于車內空調環(huán)境的穩(wěn)定，對發(fā)動機的穩(wěn)定工況亦有不利影響。節(jié)能效果也不太明顯。

擺盤式、螺桿式、渦旋式三種壓縮機，輸出的能量控制是無級變化的。它能根據(jù)發(fā)動機的轉速、車內溫度，自動地調節(jié)壓縮機的制冷量。壓縮機的無級變化的能量控制節(jié)能效果十分顯著，且能大大提高車內空調的舒適性，是車用制冷壓縮機的發(fā)展方向。