第5天 定排量空調壓縮機

基礎知識

使用R134a制冷劑的汽車空調系統，可以采用很多不同形式的壓縮機。總的來說可以分為定排量式和變排量式。定排量壓縮機的排氣量隨著發動機轉速的提高而成比例地提高，它不能根據制冷的需求自動改變功率輸出，對發動機油耗的影響比較大。它的控制一般通過采集蒸發器出風口的溫度信號，當溫度達到設定的溫度，壓縮機電磁離合器斷開，壓縮機停止工作。當溫度升高后，電磁離合器接合，壓縮機開始工作。定排量壓縮機也受空調系統壓力的控制，當管路內壓力過高時，壓縮機停止工作。

空調壓縮機是汽車空調制冷系統的“心臟”，起著壓縮和輸送制冷劑蒸氣的作用。定排量空調壓縮機內部可以設計成往復式（曲柄連桿式）、渦旋式、斜盤式和旋葉式等。但不管是什么形式，其作用都和泵一樣，讓R134a制冷劑和冷凍油在系統內得以循環，并且給其增加足夠的溫度和壓力。

一、往復式壓縮機

這種壓縮機的結構和發動機氣缸很像，工作原理也與發動機氣缸進排氣一樣，工作過程可以分為4個，即壓縮、排氣、膨脹、吸氣。曲軸旋轉時，通過連桿帶動活塞往復運動，由氣缸內壁、氣缸蓋和活塞頂面構成的工作容積便會發生周期性變化，從而在制冷系統中起到壓縮和輸送制冷劑的作用。如圖5-1所示，往復式壓縮機是第1代壓縮機，制造技術成熟，結構簡單，而且對加工材料和加工工藝要求較低，造價比較低，適應性強，能適應廣闊的壓力范圍和制冷量要求，可維修性強。

往復式壓縮機的明顯缺點是無法實現較高轉速，機器大而重，不容易實現輕量化；排氣不連續，氣流容易出現波動，工作時有較大的振動。

由于往復式壓縮機的上述特點，已經很少有小排量壓縮機采用這種結構形式，目前大多應用在客車和貨車的大排量空調系統中。

二、斜盤式壓縮機

如圖5-2所示，斜盤式壓縮機由主軸、錐齒輪、斜盤、連桿、活塞、進排氣閥和搖板等組成。斜盤式壓縮機是一種軸向往復活塞式壓縮機，由搖板操作的活塞在氣缸內做往復運動。當斜盤轉動時，搖板的角度將會發生改變，并繞著錐齒輪擺動，再通過連桿使活塞在氣缸中往復運動，將制冷劑蒸氣吸入到吸氣端，然后壓縮，將高壓蒸氣輸送到冷凝器。

斜盤式壓縮機比較容易實現小型化和輕量化，還可以實現高轉速工作。它的結構緊湊，效率高，性能可靠，目前廣泛應用于汽車空調中。

三、渦旋式壓縮機

如圖5-3所示，渦旋式壓縮機由一個固定的漸開線渦旋盤（定子）和一個呈偏心回旋平動的漸開線渦旋盤（動子）相互嚙合而成，兩者偏心配置且相差180°。在吸氣、壓縮、排氣工作過程中，定子固定在機架上，動子由偏心軸驅動并由防自轉機構制約，圍繞定子基圓中心，做很小半徑的平面轉動。氣體通過空氣濾芯吸入定子的外圍，隨著偏心軸旋轉，氣體在渦旋盤嚙合所組合的若干個月牙形壓縮腔內被逐步壓縮，然后通過排氣孔彈簧閥門從壓縮機后端排出。

渦旋式壓縮機的主要運行件渦盤很少磨損。渦旋式壓縮機結構新穎、精密，具有體積小、噪聲低、重量輕、振動小、能耗小、壽命長、輸氣連續平穩等優點，被譽為免維修壓縮機。

四、旋葉式壓縮機

旋葉式壓縮機的氣缸形狀有圓形和橢圓形（圖5-4）2種。在圓形氣缸中，轉子的主軸與氣缸的圓心有一個偏心距，使轉子緊貼在氣缸內表面的吸、排氣孔之間。在橢圓形氣缸中，轉子的主軸和橢圓中心重合。轉子上的葉片將氣缸分成幾個空間，當主軸帶動轉子旋轉一周時，這些空間的容積不斷發生變化，制冷劑蒸氣在這些空間內也發生體積和溫度上的變化。旋葉式壓縮機沒有吸氣閥，因為葉片能完成吸入和壓縮制冷劑的任務。如果有3個葉片，則主軸旋轉一周有3次排氣過程。葉片越多，壓縮機的排氣波動就越小。

由于旋葉片式壓縮機的體積和重量可以做到很小，易于在狹小的發動機艙內進行布置，加之噪聲和振動小以及容積效率高等優點，在汽車空調系統中也得到了一定的應用。但是旋葉式壓縮機對加工精度要求很高，制造成本較高。

五、壓縮機離合器

空調壓縮機離合器是汽車發動機和空調壓縮機之間的一個動力傳遞裝置，汽車空調壓縮機是通過電磁離合器來驅動的。壓縮機離合器一般都由帶輪總成、線圈總成和驅動盤總成三個部分組成，如圖5-5所示。

當壓縮機離合器不工作時，壓縮機不轉，只有帶輪在空轉，制冷劑也不循環。當電流通過離合器線圈繞組時，產生較強的磁場，驅動盤被線圈磁力牢牢吸住，與帶輪成為一體。由于壓縮機主軸通過鍵與轂連接，而驅動盤與轂緊箍，如果帶輪旋轉，主軸即被驅動。當離合器線圈斷電時，驅動盤在彈力下回位，帶輪只在軸承上空轉。

作為高速旋轉的工作部件，加上工作環境惡劣，空調壓縮機易出現各種故障。常見的故障有異響、泄漏以及不工作等。

（1）異響 引起壓縮機異響的原因很多，例如壓縮機電磁離合器損壞或壓縮機內部磨損嚴重等均可產生異響。

①壓縮機電磁離合器是出現異響的常見部位。壓縮機經常在高負荷下從低速到高速變速運轉，所以對電磁離合器的要求很高，而且電磁離合器的安裝位置一般離地面較近，經常會接觸到雨水和泥土，當電磁離合器內的軸承損壞時就會產生異響。

②除了電磁離合器自身的問題，壓縮機傳動帶的松緊度也直接影響著電磁離合器的壽命。傳動帶過松，電磁離合器就容易出現打滑；傳動帶過緊，電磁離合器上的負荷就會增加。傳動帶松緊度不當時，輕則引起壓縮機不工作，重則引起壓縮機的損壞。

③電磁離合器的反復吸合也會造成壓縮機出現異響。例如發電機的發電量不足、空調系統壓力過高，或者發動機負荷過大，這些都會造成電磁離合器的反復吸合。

④電磁離合器與壓縮機安裝面之間應該有一定的間隙，如果間隙過大，那么沖擊也會增大，如果間隙過小，電磁離合器工作時就會與壓縮機安裝面之間產生運動干涉，這也是產生異響的一個常見原因。

⑤壓縮機工作時需要可靠的潤滑。當壓縮機缺少潤滑油，或者潤滑油使用不當時，壓縮機內部就會產生嚴重異響，甚至造成壓縮機磨損報廢。

（2）泄漏 制冷劑泄漏是空調系統的常見問題。壓縮機泄漏的部位通常在壓縮機與高低壓管的接合處，此處通常因為安裝位置的原因，檢查起來比較麻煩。空調系統內部壓力很高，當制冷劑泄漏時，壓縮機潤滑油會隨之損失，這會導致空調系統不工作或壓縮機潤滑不良。空調壓縮機上都有泄壓保護閥，泄壓保護閥通常是一次性使用，在系統壓力過高進行泄壓后，應該及時更換泄壓保護閥。

（3）不工作 空調壓縮機不工作的原因有很多，通常是因為相關電路的問題。可以通過給壓縮機電磁離合器直接供電的方式初步檢查壓縮機是否損壞。

實際操作

一、空調壓縮機離合器的檢查與調整

1）將壓縮機固定在臺虎鉗上。

2）檢查驅動盤是否變色、脫落或有其他損壞。如果有損壞，更換離合器組件。

3）用手旋轉轉子帶輪，檢查轉子帶輪軸承間隙和卡滯情況。同時檢查軸承上是否有潤滑脂泄漏。如果離合器組件有噪聲或間隙/卡滯過大，或離合器表面有軸承油脂污染物，則換上一個新的離合器組件。

4）如圖5-6所示，用塞尺測量轉子帶輪A和驅動盤B之間的間隙。如果間隙不在規定范圍內，拆下驅動盤并根據需要添加或去掉一部分墊片以增加或減小間隙（圖5-7）。

間隙：0.3～0.6mm。

5）如圖5-8所示，松開托架上的勵磁線圈插接器，然后斷開，測量熱保護裝置的導通性。如果不導通，更換熱保護裝置。

6）如圖5-9所示，測量電磁線圈A的電阻。如果電阻不在規定范圍內，更換電磁線圈。電磁線圈電阻：20℃時為3.05～3.45Ω。

二、空調壓縮機離合器的大修

1）如圖5-10所示，用通用空調離合器固定器B固定驅動盤A，拆下中心螺母。

2）如圖5-11所示，拆下驅動盤A和墊片B，不要弄丟墊片。如果離合器需要調整，必要時增加或減少墊片的數量和厚度，然后重新安裝驅動盤，并重新檢查間隙。

3）如果正在更換勵磁線圈，則用卡環鉗拆下卡環A，然后用拉拔器拆下轉子帶輪B，小心不要損壞轉子帶輪和空調壓縮機，如圖5-12所示。

4）如圖5-13所示，拆下螺栓和固定器A，然后斷開勵磁線圈插接器B。使用卡環鉗拆下卡環C，然后拆下勵磁線圈D。不要損壞勵磁線圈和空調壓縮機。

維修案例

五十鈴汽車空調開機后離合器打滑。

故障現象：一輛五十鈴（NKR系列）汽車在開空調時，壓縮機電磁離合器一直吸不上，打滑。

故障分析與排除：

1）停車后檢查壓縮機傳動帶松緊度，正常。然后起動發動機，打開空調，此時怠速轉速在900r/min左右，用數字萬用表測量壓縮機電磁線圈，電壓為12V，電流在3.3～3.5A之間，正常。

2）由此斷定，電磁線圈無故障，故障點是電磁離合器。

3）因為引起離合器打滑的原因有電磁線圈吸力不夠、壓縮機傳動帶過松、離合器壓板與帶輪之間間隙不對。壓板與離合器帶輪之間的間隙應為0.4～0.8mm，而用專用塞尺測量其間隙，明顯偏大。

4）因此車壓縮機安裝于發動機上部，停機后，用工具將壓縮機壓板拆下，此時不需要排空制冷劑。拆下壓板后，發現其后部有三個墊片，其中一個厚度過厚，用千分尺一量，其中一個厚度在0.8mm以上，而另外兩個為正規的0.1mm、0.3mm，很明顯，此墊片為以后裝配，因間隙不對導致電磁線圈對壓板吸力不夠，壓縮機打滑。

5）更換墊片后，按要求裝好，再打開空調，故障排除。