第二單 元汽車制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與維修

在學(xué)完本單元后應(yīng)能：

（1）掌握各種壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理，尤其是外部調(diào)節(jié)變排量壓縮機(jī)；

（2）掌握膨脹閥與節(jié)流管、儲液干燥器（瓶）與集液干燥器（瓶）的結(jié)構(gòu)與區(qū)別；

（3）認(rèn)識汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的零部件及位置；

（4）認(rèn)識制冷劑種類和在制冷系統(tǒng)中的重要作用；

（5）詳述制冷循環(huán)；

（6）正確選擇與處理制冷劑和冷凍油；

（7）將歧管壓力表組接入制冷系統(tǒng)，并對系統(tǒng)壓力進(jìn)行測量和分析系統(tǒng)故障；

（8）對系統(tǒng)進(jìn)行泄漏檢查和正確使用電子檢漏儀；

（9）回收制冷劑；

（10）給系統(tǒng)抽真空；

（11）給系統(tǒng)充注制冷劑；

（12）檢測汽車空調(diào)系統(tǒng)中制冷劑量與純度；

（13）測試汽車空調(diào)系統(tǒng)性能；

（14）對汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)進(jìn)行正確的保養(yǎng)與維護(hù)。

壓縮機(jī)（compressor）是汽車自動空調(diào)系統(tǒng)的主要部件之一，是空調(diào)制冷系統(tǒng)的心臟，它是制冷系統(tǒng)中低壓和高壓、低溫和高溫的轉(zhuǎn)換裝置。壓縮機(jī)的功用是：一方面，使壓縮機(jī)進(jìn)口處成低壓狀態(tài)，使蒸發(fā)器攜帶潛熱（包括吸收了車室內(nèi)熱量）的制冷劑流出蒸發(fā)器，這種低壓狀態(tài)可使制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)；另一方面，將低壓氣態(tài)制冷劑壓縮成高壓氣態(tài)制冷劑。壓縮機(jī)的這兩個(gè)功能只要有一個(gè)失效就會導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑無法循環(huán)，空調(diào)系統(tǒng)將工作不良或一點(diǎn)都不制冷。

空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機(jī)，工作時(shí)吸氣閥吸入制冷劑，壓縮后從排氣閥排出。壓縮機(jī)的形式有曲軸活塞壓縮機(jī)、翹板活塞壓縮機(jī)、斜盤活塞壓縮機(jī)、旋轉(zhuǎn)葉片壓縮機(jī)等。

2.1.1 曲軸活塞壓縮機(jī)

曲軸活塞壓縮機(jī)是最早的第一代制冷壓縮機(jī)，目前已在小排量壓縮機(jī)中消失，只存在于大客車空調(diào)裝置中，而且，還有被大排量十缸斜盤式壓縮機(jī)（排量超過300 cm3/r）取代的趨勢。

曲軸活塞壓縮機(jī)按汽缸數(shù)不同，可分為二缸機(jī)、三缸機(jī)、四缸機(jī)；按汽缸排列形式不同，可分為直列式、V形等。

曲軸活塞壓縮機(jī)主要由曲軸連桿機(jī)構(gòu)、閥門組件、活塞、潤滑裝置和密封裝置等組成，如圖2-1所示。其原理和活塞發(fā)動機(jī)一樣，當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞上下往復(fù)運(yùn)動，使汽缸容積不斷變化，當(dāng)活塞向下運(yùn)動時(shí)，從制冷系統(tǒng)中的蒸發(fā)器吸進(jìn)制冷劑蒸氣；活塞向上運(yùn)動時(shí)，壓縮制冷劑蒸氣至冷凝器。但壓縮機(jī)是一種泵，這一點(diǎn)和發(fā)動機(jī)不同。其工作原理如圖2-2所示。

直列雙缸曲軸活塞壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)較為簡單，其結(jié)構(gòu)如圖2-3和圖2-4所示。

這種壓縮機(jī)在汽車上常用的有A-206、A-209、A-210三種型號，每轉(zhuǎn)排量分別為98.4 mL、147.6 mL、164 mL，制冷量和消耗功率如表2-1所示。

2.1.2 翹板活塞壓縮機(jī)

翹板活塞壓縮機(jī)又稱搖擺斜盤式壓縮機(jī)或單向斜盤式壓縮機(jī)，其最大的優(yōu)點(diǎn)是工作平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小。其工作原理如圖2-5所示。

各汽缸以壓縮機(jī)軸線為中心布置，汽缸和輸入軸的軸線方向相互平行，活塞和翹板用連桿和球形萬向節(jié)相連，以協(xié)調(diào)活塞與翹板的運(yùn)動，翹板齒輪中心用一支承鋼球5定位，并用一對齒輪6限制翹板只能左右擺動而不能轉(zhuǎn)動。由于斜盤與翹板的接觸面為斜面，所以當(dāng)壓縮機(jī)工作時(shí)，主軸1帶動斜盤一起轉(zhuǎn)動，翹板則以定位支承鋼球?yàn)橹行淖鰮u擺運(yùn)動，并通過連桿帶動活塞在汽缸內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動。與曲軸連桿式壓縮機(jī)類似，搖擺斜盤式壓縮機(jī)的汽缸上也裝有進(jìn)、排氣閥，隨活塞在汽缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動，依次進(jìn)行吸氣和壓縮行程。

以SD—5型翹板活塞壓縮機(jī)（日本三電公司生產(chǎn)）為例，其結(jié)構(gòu)如圖2-6所示。其主要特點(diǎn)是斜盤與前缸蓋、斜盤和翹板之間均裝有滾柱軸承，減小了摩擦阻力，減輕了零件磨損；大部分零件采用鋁合金材料，并采用空心結(jié)構(gòu)的斜盤，其重量更輕。

如圖2-7所示是日本三電公司生產(chǎn)的SD—5型翹板活塞壓縮機(jī)解體圖。該壓縮機(jī)輸入軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)有5次壓力脈沖。壓縮機(jī)的技術(shù)規(guī)格如表2-2所示；如表2-3所示是其易損零件目錄。

除了用齒輪防止翹板轉(zhuǎn)動外，還可以用導(dǎo)向銷達(dá)到上述目的。

2.1.3 斜盤活塞壓縮機(jī)

斜盤活塞壓縮機(jī)又稱回轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機(jī)或雙向斜盤式壓縮機(jī)。斜盤活塞壓縮機(jī)采用往復(fù)式雙頭活塞，依靠斜盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使雙頭活塞獲得軸向的往復(fù)運(yùn)動。所以，斜盤活塞壓縮機(jī)的缸數(shù)都是雙數(shù)，各汽缸沿圓周按軸向前、后成對地均勻布置，各汽缸均裝有進(jìn)、排氣閥，各汽缸的進(jìn)氣腔和排氣腔分別通過管路連通。如圖2-8所示是其工作過程示意圖。雙頭活塞中間開槽與斜盤裝合，因此，可由斜盤驅(qū)動其在前、后兩個(gè)汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動；壓縮機(jī)主軸和斜盤旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，雙頭活塞分別在前、后兩個(gè)汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動一次；活塞向前移動時(shí)，前汽缸中進(jìn)行壓縮行程，后汽缸中則進(jìn)行吸氣行程；反向時(shí)，前、后兩個(gè)汽缸的作用互相對調(diào)。在斜盤同一圓周上均布3個(gè)（或5個(gè)）雙頭活塞，常見的有6缸（紅旗牌轎車和上海牌轎車）和10缸（奧迪100轎車）。

斜盤活塞壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和外觀分別如圖2-9和圖2-10所示，它主要由汽缸、前缸蓋、后缸蓋、前閥門板、后閥門板、主軸、斜盤和活塞等組成。斜盤固定在主軸上，隨主軸一起轉(zhuǎn)動。斜盤卡在活塞的中部，通過滾珠和滑靴與活塞相連，滑靴能在斜盤上滑動，當(dāng)斜盤隨主軸轉(zhuǎn)動時(shí)，通過滑靴和滾珠向活塞傳遞軸向力，使活塞在汽缸內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動。前、后閥門板分別裝在前、后缸蓋與缸體之間，通過閥門板上的進(jìn)、排氣閥控制各缸的進(jìn)、排氣通道。安裝在壓縮機(jī)后端的機(jī)油泵，用來控制壓縮機(jī)工作。

斜盤活塞壓縮機(jī)與翹板活塞壓縮機(jī)都屬軸向往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，即活塞的往復(fù)運(yùn)動都是沿壓縮機(jī)的主軸方向進(jìn)行的。斜盤式與翹板式的結(jié)構(gòu)比較如圖2-11所示。

斜盤活塞壓縮機(jī)的工作過程如圖2-12所示。當(dāng)處于圖2-12（a）位置時(shí)，活塞向前移動，后汽缸A內(nèi)壓力降低，低壓腔內(nèi)的制冷劑從吸氣口被吸入到A腔，如圖2-13所示。當(dāng)斜盤轉(zhuǎn)至圖2-12（b）位置時(shí)，活塞向后移動，后汽缸A內(nèi)壓力升高，A腔氣體被壓縮，如圖2-14所示。當(dāng)斜盤進(jìn)一步轉(zhuǎn)至圖2-12（c）位置時(shí)，被壓縮成高溫高壓的氣體從排氣口排出，完成一個(gè)壓縮循環(huán)。

如圖2-15所示為斜盤活塞壓縮機(jī)的分解圖。

國外生產(chǎn)的斜盤活塞式壓縮機(jī)主要有美國通用公司生產(chǎn)的A-6型和DA-6型；日本電裝斜盤壓縮機(jī)公司為克萊斯勒公司生產(chǎn)的C-171型和福特生產(chǎn)的FS-6型；后兩家公司本身也生產(chǎn)這類壓縮機(jī)，結(jié)構(gòu)大同小異。

國內(nèi)有湖南華達(dá)機(jī)械總廠生產(chǎn)的六缸斜盤DKS系列壓縮機(jī)產(chǎn)品，廣州豪華汽車空調(diào)工業(yè)公司生產(chǎn)的五缸搖盤SD-510壓縮機(jī)產(chǎn)品，無錫市雙鳥動力機(jī)械有限公司生產(chǎn)的五缸、七缸搖盤式壓縮機(jī)和十缸斜盤式壓縮機(jī)等。

A-6型斜盤活塞壓縮機(jī)、DA-6型斜盤活塞壓縮機(jī)的分解圖分別如圖2-16和圖2-17所示。DA-6型和A-6型大體相同，不同的是前者比后者要輕9.5 kg、短89 mm，輸出也少一些，不用油池。原注冷凍機(jī)油237 mL，開車后，一半機(jī)油留在壓縮機(jī)內(nèi)。

作為第二代的軸向型壓縮機(jī)，翹板式和斜盤式壓縮機(jī)一直是汽車空調(diào)壓縮機(jī)的主導(dǎo)產(chǎn)品，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，軸向型壓縮機(jī)不但可以做到小型輕量化而且最高轉(zhuǎn)速可達(dá)10000 r/min以上。特別是軸向型壓縮機(jī)率先實(shí)現(xiàn)了無級可變排量控制，受到汽車制造商的歡迎，現(xiàn)在新生產(chǎn)的乘用車已全部采用斜盤變排量無級控制的壓縮機(jī)。

2.1.4 變排量壓縮機(jī)

1. 變排量壓縮機(jī)的基本工作原理

當(dāng)把回轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機(jī)的斜盤與壓縮機(jī)主軸的角度變成可調(diào)時(shí)，它就變成了變排量空調(diào)壓縮機(jī)。當(dāng)斜盤向與壓縮機(jī)主軸垂直的方向變化時(shí)，活塞的行程變短，排量減小，反之排量增大。

變排量空調(diào)壓縮機(jī)首先是由美國德爾福（Delphi）公司開發(fā)制造并投入市場的。可變排量壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中根據(jù)制冷負(fù)荷（壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速、吸排氣壓力等）信號的變化而自行調(diào)節(jié)壓縮機(jī)內(nèi)活塞的工作行程從而改變其輸出的排量，且排量變化連續(xù)平穩(wěn)，減小了排氣壓力的波動及噪聲，并且在高速時(shí)能節(jié)省能耗。汽車上使用變排量壓縮機(jī)可達(dá)到節(jié)能、降噪和實(shí)現(xiàn)車廂環(huán)境最優(yōu)化控制的目的。

變排量空調(diào)壓縮機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)自行調(diào)節(jié)最關(guān)鍵的控制部件是位于壓縮機(jī)尾端的控制閥組，它通過感受壓縮機(jī)進(jìn)、出口端的壓力，來控制作用在搖板上活塞后部的壓力，從而實(shí)現(xiàn)控制搖板角度和活塞行程，達(dá)到控制改變壓縮機(jī)的輸出排量，即達(dá)到與整個(gè)空調(diào)控制系統(tǒng)需要的熱負(fù)荷所匹配的壓縮機(jī)排量，這種控制是一種動態(tài)平衡控制。

當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)被啟動后，只要制冷劑的壓力處于工作范圍之內(nèi)，空調(diào)壓縮機(jī)就在控制閥的控制下，不斷地調(diào)整排量使之與壓縮機(jī)吸入制冷劑熱負(fù)載平衡，這類似于現(xiàn)代發(fā)動機(jī)的閉環(huán)控制系統(tǒng)，根據(jù)氧傳感器電壓值判斷混合氣的濃度來反饋控制燃油注入量。因?yàn)檫B續(xù)可變的排量輸出特性使得整個(gè)壓縮機(jī)的工作過程順暢圓滑，不存在周期性變化的工作循環(huán)。乘坐在裝備該系統(tǒng)的車輛上，原先循環(huán)離合器式壓縮機(jī)工作循環(huán)所產(chǎn)生的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速波動變化沒有了，乘客根本感覺不到空調(diào)系統(tǒng)正在工作。發(fā)動機(jī)也不會因?yàn)殡姶烹x合器的周期性離合接觸而不斷地調(diào)整發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，這一點(diǎn)大大地提高了制冷系統(tǒng)的除濕能力，對發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性的提高和乘坐舒適性等都十分有利。

當(dāng)空調(diào)的制冷量需求增加時(shí)，由于車廂內(nèi)的溫度較高，蒸發(fā)器上的熱負(fù)載很大，造成經(jīng)過膨脹閥或節(jié)流管（閥）后被降壓的霧狀制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)迅速吸收了蒸發(fā)器表面的熱量，有限的制冷劑全部被汽化。由于加在蒸發(fā)器上較大的熱負(fù)載和制冷劑所吸收的熱量不平衡，熱負(fù)載所吸收的熱量大于制冷劑所吸收的熱能，造成汽化后的制冷劑被蒸發(fā)器接觸鋁片傳導(dǎo)加熱。當(dāng)制冷劑的溫度上升后，其壓力也會隨之上升，使得壓縮機(jī)吸入端的吸入壓力高于由可變排量控制閥所控制的平衡控制點(diǎn)的壓力。壓力的不平衡促使控制閥內(nèi)閥芯的移動，使壓縮機(jī)曲軸箱內(nèi)的氣流進(jìn)入吸氣端，這樣曲軸箱內(nèi)的供給壓力和吸氣端的壓力差被消除，斜盤的傾斜角度增大。在壓縮機(jī)主軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，大角度的斜盤帶動5個(gè)活塞做加大行程的往復(fù)運(yùn)動。此時(shí)的壓縮機(jī)輸出制冷劑排量增加。

當(dāng)空調(diào)的制冷量需求減小時(shí)，在蒸發(fā)器上的熱負(fù)載較小，霧狀制冷劑的一部分吸收了熱量汽化后還有大部分富余，熱負(fù)載同蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑所能夠吸收的熱量不平衡。從蒸發(fā)器流出到達(dá)壓縮機(jī)吸入端的吸氣壓力，由于制冷劑還處在較低溫度的緣故，而低于排量控制閥所控制的平衡控制點(diǎn)壓力。這種不平衡促使控制閥芯產(chǎn)生反向位移，控制閥會向曲軸箱內(nèi)導(dǎo)入壓縮機(jī)出口端（較高壓力的氣體）移動，用以消除以上情況所造成的真空，曲軸箱內(nèi)供給壓力和吸氣端壓力產(chǎn)生壓力差，造成斜盤的傾斜角度變小。盡管被發(fā)動機(jī)皮帶驅(qū)動的壓縮機(jī)主軸仍舊高速旋轉(zhuǎn)，但變小的斜盤角度使得5個(gè)活塞實(shí)際往復(fù)工作的有效行程變小，壓縮機(jī)的制冷劑輸出排量降低了。

在實(shí)際構(gòu)造上，可變排量控制閥本身同可變斜盤之間并沒有直接的機(jī)械聯(lián)系，真正造成斜盤角度的變化是由于加在所有活塞上制冷劑不同狀態(tài)壓力的動態(tài)平衡。當(dāng)壓縮機(jī)主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，所有活塞的工作狀態(tài)是不一致的，有的處于吸氣行程，有的處于排氣行程或者壓縮行程（類似發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)和曲軸連桿機(jī)構(gòu)的工作）。吸氣行程的活塞運(yùn)動造成了活塞頂部的曲軸箱吸入壓力較低，反之壓縮和排氣行程的活塞運(yùn)動造成了其頂部的曲軸箱供給壓力明顯升高。所有活塞的連桿被均勻地鉸接在斜盤周邊上，所有活塞頂部受到作用力的合力是促使斜盤改變其傾斜角度的真正動力。當(dāng)加在蒸發(fā)器上的熱負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，可變排量控制閥芯的移動促使曲軸箱的供給壓力和吸入壓力之間發(fā)生一系列連續(xù)平衡。平衡的結(jié)果使得所有活塞所受到合力通過連桿組傳送到與之鉸接的斜盤上，于是斜盤在力的作用下就產(chǎn)生了角度傾斜變化，這種變化反過來又促使了活塞的有效工作行程，造成了壓縮機(jī)的排量變化。總之，只要曲軸箱吸入壓力和供給壓力的壓差略有變化，就足以產(chǎn)生一個(gè)力推動斜盤的傾斜角度發(fā)生變化。

2. V-5變排量壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)原理

如圖2-18所示是Harrison V-5變排量壓縮機(jī)。Harrison V-5變排量壓縮機(jī)是美國德爾福公司Harrison分部變排量壓縮機(jī)的第一代產(chǎn)品，因?yàn)槠鋬?yōu)異的性能至今還被許多乘用車所選用，如通用汽車公司的別克系列乘用車、龐帝克乘用車等。所謂“V-5”中的“V”表示可變排量壓縮機(jī)；“5”表示壓縮機(jī)內(nèi)采用5活塞的布置方式。

V-5變排量壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2-19所示，它與SD-5壓縮機(jī)相似，在壓縮機(jī)內(nèi)部也有5個(gè)軸向定位的活塞，并被一個(gè)旋轉(zhuǎn)斜盤所驅(qū)動；但是，V-5壓縮機(jī)斜盤與軸向的夾角是可改變的，如圖2-20所示。在圖2-20中，主軸、活塞及連桿的安裝與SD-5壓縮機(jī)相同，搖板上帶有球窩連接座（與SD-5壓縮機(jī)中的行星盤相似），通過一個(gè)帶有導(dǎo)向銷的傳動柄組成的旋轉(zhuǎn)接頭，把傳動板安裝在主軸上。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，也帶動傳動板轉(zhuǎn)動。傳動板與搖板中間由平衡針軸承隔開。若搖板和傳動板與主軸傾斜成同一個(gè)角度，傳動軸則通過凸輪式支座與傳動板相連，這樣主軸的旋轉(zhuǎn)力就能迫使搖板擺動，從而帶動活塞軸向位移，改變了活塞的行程，達(dá)到改變輸出排量的目的。搖板的防旋機(jī)構(gòu)不是一對防旋齒輪，而是安裝在兩個(gè)缸體之間的搖板導(dǎo)向銷。搖板上有一個(gè)特殊的球形孔銷，此球形孔銷可繞著導(dǎo)向銷擺動，限制搖板旋轉(zhuǎn)。

實(shí)現(xiàn)可變排量是因V-5壓縮機(jī)的搖板和傳動板能與主軸傾斜成某一范圍內(nèi)的任意角，從而改變了壓縮機(jī)的排量。這是因?yàn)閭鲃颖系钠牟墼试S傳動板繞主軸做軸向的相對運(yùn)動，同時(shí)也就帶著搖板改變了與主軸的夾角，并穩(wěn)定在某一角度。假如搖板轉(zhuǎn)到使之不能工作的某一角度，那么主軸和傳動板的旋轉(zhuǎn)力對搖板也就不起作用，活塞也就不能移動了。因此，壓縮機(jī)設(shè)計(jì)主軸上有一個(gè)簧片，其壓力能使搖板及其活塞至少有微小的移動量，保證壓縮機(jī)在初始工作時(shí)能運(yùn)轉(zhuǎn)。所以當(dāng)使制冷負(fù)荷為零時(shí)，也有一定排量。V-5壓縮機(jī)的最小排量是10 mL；最大排量為156 mL。

斜盤的傾斜角度由位于壓縮機(jī)尾部的可變排量控制閥控制。可變排量控制閥是一個(gè)簡單的二位二通閥。控制閥內(nèi)閥芯的兩端主要受到壓縮機(jī)吸入端壓力、閥芯彈簧力和作用在閥芯頂部球閥上的壓縮機(jī)排氣壓力的共同作用。在控制端壓力的動態(tài)平衡過程中，閥芯的移動使得連接曲軸箱供給壓力管路同曲軸箱吸氣壓力管路及壓縮機(jī)排氣壓力管路這三者中的兩者被導(dǎo)通、部分節(jié)流或者關(guān)閉。閥芯上的彈簧是經(jīng)過精確設(shè)計(jì)和調(diào)校的，根據(jù)不同制冷系統(tǒng)的需要而確定出一個(gè)合適的控制平衡壓力點(diǎn)。事實(shí)上，更換不同的控制閥可以使得同一臺壓縮機(jī)的表現(xiàn)大相徑庭，這也使得可變排量壓縮機(jī)的裝車范圍大大地拓寬了。

排量的改變是依靠搖板箱壓力的改變來實(shí)現(xiàn)的。搖板箱壓力降低，作用在活塞上的作用力使搖板傾斜，增長活塞行程，即增加了壓縮機(jī)排量；反之，搖板箱壓力增加，就增加了作用在活塞背面的作用力，使搖板的傾角減小，即減小活塞行程，也就減小了壓縮機(jī)排量。

調(diào)節(jié)搖板箱壓力是靠位于壓縮機(jī)后端的控制閥來實(shí)現(xiàn)的。控制閥有一個(gè)壓力感應(yīng)波紋管暴露在吸氣側(cè)壓力下，波紋管作用到針閥及鋼球上，鋼球暴露在高壓側(cè)壓力下。波紋管還控制著一個(gè)細(xì)小的通氣孔，此通氣孔與吸氣側(cè)壓力相通。

當(dāng)吸氣側(cè)壓力低于設(shè)定值時(shí)，波紋管收縮，針閥下落，彈簧及高壓側(cè)壓力把鋼球推向球座，將球座下連接高壓側(cè)氣體與搖板箱氣體的通道A封死，阻止了高壓側(cè)氣體通向搖板箱。與此同時(shí)，從低壓側(cè)到搖板箱的通道B打開，使部分搖板箱氣體通向吸氣側(cè)，降低了搖板箱壓力，作用在活塞一側(cè)的力使搖板移向增加排量的位置，如圖2-21所示。

反之，當(dāng)吸氣壓力升高超過控制點(diǎn)時(shí)，波紋管膨脹（靠彈簧力），把鋼球向上推，使之離開球座。這樣，高壓氣體就通過控制閥組進(jìn)入搖板箱，增大了活塞背面的壓力，使搖板的傾角減小，從而減小排量，如圖2-22所示。

如圖2-23所示為V-5變排量壓縮機(jī)的分解圖。

3. DCW-17型變排量壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)原理

DCW-17型變排量壓縮機(jī)由日本杰克塞爾公司開發(fā)，其結(jié)構(gòu)如圖2-24所示。它與V-5壓縮機(jī)一樣有5個(gè)活塞，主軸上裝有止推法蘭，通過連桿連接傳動接套。主軸回轉(zhuǎn)帶動傳動接套，而傳動接套的回轉(zhuǎn)通過止推軸承傳遞給搖板。滑塊通過軌道槽起防旋作用，使搖板只能進(jìn)行搖擺運(yùn)動，而不能旋轉(zhuǎn)，從而使主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成5個(gè)活塞的往復(fù)運(yùn)動，進(jìn)行制冷劑氣體的吸入和壓縮。缸體上設(shè)有使排氣側(cè)的高壓氣體能進(jìn)入搖擺室的小孔，使這部分氣體成為控制搖板傾斜角的來源。

DCW-17壓縮機(jī)的控制閥采用由兩套波紋管和推桿組成的二級結(jié)構(gòu)。第一級波紋管由低壓壓力作用使其伸縮，第二級由高壓壓力作用使其伸縮。當(dāng)高壓壓力低于某一數(shù)值時(shí)，第二級波紋管會伸長，通過推桿來壓縮第一級波紋管。

當(dāng)高壓和低壓逐漸升高時(shí)，第一級波紋管收縮使控制閥的閥門打開，搖擺室中部分氣體流出，搖擺室內(nèi)壓力下降，搖板傾角變大，排量也變大。當(dāng)高壓和低壓逐漸降低時(shí)，第一級波紋管開始伸長，閥門打開度變小，對搖擺室流出氣體進(jìn)行限制，搖擺室內(nèi)壓力開始變高，搖板傾角變小，排量也變小。當(dāng)制冷負(fù)荷再變小而高壓低于某一數(shù)值時(shí)，第二級波紋管伸長，使壓縮機(jī)排量進(jìn)一步減小。

4. 七缸變排量壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)原理

日本三電公司從1985年開發(fā)七缸斜盤變排量壓縮機(jī)，取名為SD7V10，SD7V型壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)原理如圖2-25所示。

SD7V型壓縮機(jī)主要采用不同的搖板防旋和搖板箱壓力控制機(jī)構(gòu)。它采用一個(gè)帶槽的滑塊16沿導(dǎo)軌（有一層多孔硬質(zhì)鍍層）15強(qiáng)迫搖板6沿著軸向擺動。SD7V型壓縮機(jī)主軸上固定一個(gè)傳動臂，凸輪盤上有一個(gè)腰形孔，有銷子與主軸傳動臂連接，改變銷子在腰形孔上的位置即能調(diào)整凸輪盤角度。搖板在凸輪盤與平衡塊之間，受凸輪盤限制。凸輪盤中心有馬鞍形孔，主軸從中通過。改變銷子在腰形孔上的位置就能限制斜盤最大和最小傾斜角，即限制傾斜角的變化范圍，從而調(diào)整壓縮機(jī)的排量，使該機(jī)的應(yīng)用范圍得到擴(kuò)大。

搖板箱壓力由波紋管壓力控制閥（MFCV）控制，它位于機(jī)體中央。MFCV閥的結(jié)構(gòu)如圖2-26所示。

5. 7SB16及CVC變排量壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)原理

7SB16壓縮機(jī)是日本電裝公司1996年底開發(fā)的機(jī)型，美國通用公司于1997年在7SB16基礎(chǔ)上開發(fā)了CVC系列壓縮機(jī)。這兩類壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)基本相同，只在導(dǎo)向銷部分略有不同。7SB16壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)原理如圖2-27所示。

7SB16壓縮機(jī)是把傳統(tǒng)的雙向活塞切去一半，使之成為單向活塞，保留了雙向斜盤式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)，用控制斜盤角度（即改變工作行程）的方法實(shí)現(xiàn)可變排量。該壓縮機(jī)活塞非工作部分全部挖成空心，使重量減輕、慣性減小，其轉(zhuǎn)速可提高到9000 r/min，接近旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的性能指標(biāo)。

7SB16壓縮機(jī)采用雙導(dǎo)向銷支承斜盤移動，使斜盤改變角度時(shí)，導(dǎo)向銷的移動摩擦力較小，可實(shí)現(xiàn)較小的啟動排量，使這種壓縮機(jī)的排量變化范圍增大。

壓縮機(jī)缸蓋中有一控制閥（見圖2-27），Ps為吸氣壓力，Pd 為排氣壓力，Pc 為斜盤箱壓力，Pa為作用于控制閥膜片的彈簧壓力。當(dāng)熱負(fù)荷降低（或轉(zhuǎn)速低）時(shí)（見圖2-28），作用于膜片另一側(cè)的吸氣壓力Ps降低，Pa＞Ps，球閥打開，排氣壓力通過球閥進(jìn)入斜盤箱，使斜盤箱壓力Pc升高，作用在活塞靠斜盤一側(cè)的作用力Pc大于作用在活塞汽缸一側(cè)的作用力Ps，Pc＞Ps，斜盤被推向減小傾斜角度方向移動（以導(dǎo)向銷為轉(zhuǎn)軸），使活塞行程減小，壓縮機(jī)排量變小。反之，當(dāng)熱負(fù)荷升高（或轉(zhuǎn)速高）時(shí)，Ps 升高，Ps ＞Pd，使閥門關(guān)小（見圖2-28），斜盤箱壓力通過控制閥中單向閥孔進(jìn)入吸氣腔，Pc 下降，Ps ＞Pc，斜盤被推向增大傾斜角度方向移動，使活塞行程增加，壓縮機(jī)排量變大。

6. 電磁控制變排量壓縮機(jī)

以上所述變排量壓縮機(jī)都是由機(jī)械閥在內(nèi)部調(diào)節(jié)控制排量，還有一種變排量壓縮機(jī)是由電磁閥在外部調(diào)節(jié)控制排量，有100%排量運(yùn)轉(zhuǎn)和50%排量運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖2-29所示。

圖2-29（a）為電磁控制變排量壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖。利用固定在主軸上的斜板，把主軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)?個(gè)雙頭活塞的往復(fù)運(yùn)動，壓縮制冷劑。制冷劑的吸氣吐出閥于左右兩旁的端蓋上，利用5個(gè)雙頭活塞進(jìn)行10個(gè)汽缸的運(yùn)動。

當(dāng)電磁閥線圈不通電時(shí)，閥關(guān)閉低壓側(cè)，打開高壓旁通管路，壓縮機(jī)做100%排量運(yùn)轉(zhuǎn)，其狀態(tài)如圖2-29（b）所示。當(dāng)電磁線圈通電時(shí)，閥被吸引，低壓側(cè)打開，高壓旁通管路關(guān)閉，此時(shí)壓縮機(jī)做50%排量運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖2-29（c）所示。

壓縮機(jī)排量的變換，是利用蒸發(fā)器溫度傳感器判斷制冷室熱負(fù)荷狀態(tài)，進(jìn)行電磁線圈的控制。在“ECON”工況時(shí)通常進(jìn)行50%容量運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖2-30所示。這種壓縮機(jī)從20世紀(jì)80年代初開始采用，但因其氣流脈動及扭矩波動大現(xiàn)在已很少使用。

近幾年，又出現(xiàn)了電磁控制變排量壓縮機(jī)，稱為外部調(diào)節(jié)式變排量壓縮機(jī)，如圖2-31所示。它的主要革新部件是外控調(diào)節(jié)閥。該電磁調(diào)節(jié)閥安裝在壓縮機(jī)中并用一個(gè)彈簧鎖止墊圈固定。它是壓縮機(jī)內(nèi)低壓、高壓與曲軸箱壓力之間的接口。通過外部控制這幾種壓力來對斜盤進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改變壓縮機(jī)的排量。外部控制是利用現(xiàn)在的電控技術(shù)通過脈沖寬度控制所加電壓來改變電磁力，從而驅(qū)動該調(diào)節(jié)閥中的挺桿閥，電壓作用的持續(xù)時(shí)間決定了調(diào)整量。這種壓縮機(jī)已在近幾年生產(chǎn)的大眾、奧迪等許多汽車上使用，進(jìn)一步提高了汽車空調(diào)的自動化程度，同時(shí)也提高了汽車的經(jīng)濟(jì)性。

我國生產(chǎn)的變排量壓縮機(jī)主要有：上海三電汽車空調(diào)有限公司生產(chǎn)的七缸搖盤無級可變排量壓縮機(jī)SD7V16和六缸搖盤無級可變排量壓縮機(jī)SD6V12；牡丹江汽車空調(diào)機(jī)廠生產(chǎn)的五缸搖盤V5系列無級可變排量壓縮機(jī)等。斜盤式變排量壓縮機(jī)產(chǎn)品規(guī)格如表2-4所示。

2.1.5 旋轉(zhuǎn)葉片壓縮機(jī)

旋轉(zhuǎn)葉片壓縮機(jī)又稱刮片式壓縮機(jī)。由于其體積和重量可以做得很小，易于在狹小的發(fā)動機(jī)室內(nèi)進(jìn)行布置，加之噪聲、振動小，容積效率高等優(yōu)點(diǎn)，也特別受到汽車制造商的青睞。產(chǎn)量有連年上升的趨勢。人們將它認(rèn)為是第三代壓縮機(jī)。

旋轉(zhuǎn)葉片壓縮機(jī)的汽缸有兩種形式，一種是圓形的（其原理圖如圖2-32所示），一種是橢圓形的（其原理圖如圖2-33所示）。

在圓形汽缸的旋轉(zhuǎn)葉片壓縮機(jī)中，汽缸內(nèi)的轉(zhuǎn)子與汽缸是偏心安裝的，有2 ～5片刮片（或稱葉片）安裝在轉(zhuǎn)子相應(yīng)的刮片槽中，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)，由于離心力使刮片沿刮片槽滑出并壓緊到汽缸壁上，從而將汽缸分成幾個(gè)工作腔。由于轉(zhuǎn)子與汽缸是偏心安裝的，所以隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，各工作腔的工作容積會不斷變化；當(dāng)工作腔容積不斷增大時(shí)，通過進(jìn)氣口將制冷劑吸入；當(dāng)工作腔容積不斷減小時(shí)，壓縮吸入的制冷劑氣體，當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí)，高壓制冷劑氣體推開排氣閥排出工作腔，進(jìn)而送往冷凝器，如圖2-32所示。

如圖2-33所示是橢圓形汽缸的旋轉(zhuǎn)葉片壓縮機(jī)原理圖，此種壓縮機(jī)與上述圓形刮片式壓縮機(jī)相比，其結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同，只是轉(zhuǎn)子與橢圓形汽缸同心安裝。此外，圓形刮片式壓縮機(jī)的主軸轉(zhuǎn)一圈，每個(gè)刮片使工作腔只吸入和排出一次制冷劑，即完成一個(gè)工作循環(huán)，所以有時(shí)稱之為單作用刮片式壓縮機(jī)；而橢圓形刮片式壓縮機(jī)的主軸每轉(zhuǎn)一圈，每個(gè)刮片使工作腔都完成兩個(gè)工作循環(huán)，所以又稱之為雙作用刮片式壓縮機(jī)。

旋轉(zhuǎn)葉片壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2-34所示，主要由缸體、轉(zhuǎn)子、主軸、排氣閥、帶離合器的前缸蓋、軸封總成、軸承等組成。前缸蓋和后蓋板上有兩個(gè)主軸支承軸承。壓縮機(jī)后端蓋內(nèi)設(shè)有一個(gè)較大的空間，用來分離油氣，分離后的制冷劑氣體經(jīng)排氣閥排出，分離出的潤滑油流入油池。油池內(nèi)的潤滑油在壓差的作用下，通過油管輸送到刮片槽、油封、軸承和汽缸等部分，對各部分潤滑后的潤滑油，隨被壓縮后的制冷劑氣體再返回到油氣分離器。

旋轉(zhuǎn)葉片壓縮機(jī)主要以日本松下株式會社和日本精工精機(jī)株式會社為主，松下公司是三葉片旋轉(zhuǎn)葉片壓縮機(jī)，精工公司是五葉片旋轉(zhuǎn)葉片壓縮機(jī)。

我國重慶建設(shè)集團(tuán)1995年引進(jìn)日本精工精機(jī)公司旋轉(zhuǎn)葉片式JSS-96和JSS-120壓縮機(jī)產(chǎn)品。

2.1.6 三角轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)

三角轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)也稱為汪克爾式壓縮機(jī)，如圖2-35所示。因三角轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、零件少，在20世紀(jì)70年代末到20世紀(jì)80年代中被不少廠家相繼開發(fā)，但其加工精度要求高，現(xiàn)在已很少采用。目前的數(shù)控加工設(shè)備與技術(shù)也許能使它再次興起。

2.1.7 渦旋式壓縮機(jī)

如圖2-36所示為渦旋式壓縮機(jī)。代表著壓縮機(jī)最高技術(shù)水平的第四代壓縮機(jī)——渦旋式壓縮機(jī)由于突破了制造技術(shù)上的難點(diǎn)正在突飛猛進(jìn)地發(fā)展著。渦旋式壓縮機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)12000 r/min以上，容積效率比活塞式壓縮機(jī)可高達(dá)60%，且噪聲小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。

上海奉天空調(diào)壓縮機(jī)有限公司在合肥工業(yè)大學(xué)的技術(shù)支持下，自行研制開發(fā)了渦旋式AP系列壓縮機(jī)，年預(yù)計(jì)產(chǎn)量可達(dá)10萬臺，南京奧特佳冷機(jī)有限公司在美國普渡大學(xué)技術(shù)支持下，于2001年研制開發(fā)了WXH系列渦旋式壓縮機(jī)，其排量可從60 cm3/r到250 cm3/r，適用于微型車到大客車空調(diào)裝置中，年計(jì)劃產(chǎn)量為12萬臺。由于渦旋式壓縮機(jī)是公認(rèn)的最先進(jìn)的第四代汽車空調(diào)壓縮機(jī)產(chǎn)品，國內(nèi)許多企業(yè)都成功研制出該產(chǎn)品，如南京埃迪壓縮機(jī)有限公司、廣州萬寶壓縮機(jī)有限公司等。

空調(diào)壓縮機(jī)的發(fā)展如表4-5所示。

2.1.8 壓縮機(jī)常見故障

汽車空調(diào)系統(tǒng)的大多數(shù)運(yùn)動件都在壓縮機(jī)上，因此壓縮機(jī)的檢修量最大。壓縮機(jī)常見故障一般有以下幾種。

1. 卡住

卡住的原因通常是潤滑不良或者沒有潤滑。如果發(fā)現(xiàn)冷凍機(jī)油因制冷劑的泄漏而泄漏，或者蒸發(fā)器的溢油管、POA閥的溢油閥、CCOT系統(tǒng)的油氣分離器（積累器）的油孔堵塞，都會使壓縮機(jī)因得不到足夠的潤滑油而卡住。

如果發(fā)現(xiàn)離合器或皮帶打滑，在排除不是離合器和皮帶的故障后，一般都是壓縮機(jī)卡住所致。這時(shí)應(yīng)立即關(guān)閉A/C開關(guān)，檢查系統(tǒng)是否泄漏，如果冷凍機(jī)油因系統(tǒng)泄漏而跑掉，則應(yīng)進(jìn)行檢漏；如系統(tǒng)不泄漏，則是油路問題，檢查溢油閥與蒸發(fā)器壓力控制裝置是否堵塞。如果堵塞，更換溢油閥，并清洗其他各閥，重新裝回系統(tǒng)。

如果壓縮機(jī)卡住很牢，根本不能轉(zhuǎn)動，可能是活塞在汽缸內(nèi)咬死，這種情況壓縮機(jī)已無修理價(jià)值，一般報(bào)廢處理。

2. 泄漏

泄漏是壓縮機(jī)常見的故障。壓縮機(jī)泄漏有漏油和漏氣兩種情況，泄漏輕微時(shí)，只泄漏制冷劑，嚴(yán)重時(shí)，既泄漏制冷劑又泄漏冷凍油。在軸封處也常有很微量的泄漏，如果每年的泄漏量小于14.2 g，不影響制冷系統(tǒng)的性能，認(rèn)為是正常情況；若泄漏量超過14.2 g，就必須進(jìn)行檢修，更換密封件。如果壓縮機(jī)的缸體上出現(xiàn)裂紋產(chǎn)生泄漏，則應(yīng)更換壓縮機(jī)。

3. 壓縮機(jī)無制冷劑輸出或壓縮不良

壓縮機(jī)無制冷劑輸出或壓縮不良，可用歧管壓力表檢測壓縮機(jī)的吸氣壓力和排氣壓力，如果兩者壓力幾乎相同，用手觸摸壓縮機(jī)，發(fā)現(xiàn)其溫度異常的高，其原因是壓縮機(jī)缸墊竄氣，從排氣閥出來的高壓氣通過汽缸墊的缺口竄回到吸氣室，再次壓縮，產(chǎn)生溫度更高的蒸氣，這樣來回循環(huán)，會把冷凍機(jī)油燒焦造成壓縮機(jī)報(bào)廢。

如果進(jìn)、排氣彈簧片破壞或者變軟，也將造成壓縮機(jī)不能壓縮制冷劑或壓縮不良，這種故障只是吸氣壓力和排氣壓力相同或相差不大，而壓縮機(jī)不會發(fā)熱。

4. 異響

空調(diào)系統(tǒng)的異響主要來源于壓縮機(jī)和蒸發(fā)器風(fēng)扇。如果由壓縮機(jī)發(fā)出，異響主要有以下幾種原因：

（1）尖叫聲，尖叫聲主要由離合器結(jié)合時(shí)打滑發(fā)出；或者由于皮帶過松及磨損引起。

（2）振動聲，一般由壓縮機(jī)的振動以及軸的振動引起。首先檢查其支撐是否斷裂，緊固螺栓是否松動，引起壓縮機(jī)振動的還有皮帶張力過緊或皮帶輪軸線不平行。壓縮機(jī)的軸承磨損過大，會引起軸的振動。皮帶輪軸承潤滑不良，也會引起振動。

2.1.9 壓縮機(jī)就車診斷

啟動發(fā)動機(jī)，保持轉(zhuǎn)速在1250 ～ 1500 r/min。把歧管壓力表組接入制冷系統(tǒng)中，打開空調(diào)A/C開關(guān)，風(fēng)扇開到最大位置。觸摸壓縮機(jī)的進(jìn)氣口和排氣口，正常情況是進(jìn)氣口涼，排氣口燙，二者之間的溫差較大。如果兩者溫差小，再看歧管壓力表，如果表上顯示高低壓相差不大，則說明壓縮機(jī)的工作不良，應(yīng)拆下修理。如果壓縮機(jī)較熱，再看歧管壓力表，表上顯示低壓側(cè)壓力太高，高壓側(cè)壓力太低，則說明系統(tǒng)內(nèi)部密封不良，應(yīng)更換壓縮機(jī)。如果制冷系統(tǒng)的高、低壓都過低，則說明系統(tǒng)內(nèi)部的制冷劑過少，應(yīng)進(jìn)行檢漏。如果是壓縮機(jī)出現(xiàn)泄漏，則應(yīng)更換或修理。

2.1.10 壓縮機(jī)的維修

壓縮機(jī)發(fā)生故障時(shí)，雖然大多數(shù)都能恢復(fù)，但由于壓縮機(jī)零配件太多，而且裝配精度要求高，需要專用裝配工具和夾具。所以許多汽車修理廠以檢測判斷故障為主，只對壓縮機(jī)軸封泄漏和異響進(jìn)行維修。

1. 壓縮機(jī)的拆裝

（1）發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，使空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)10 min，停止發(fā)動機(jī)，并拆下蓄電池的負(fù)極，拔掉電磁離合器插頭，將制冷系統(tǒng)中的制冷劑排出并回收。

（2）從壓縮機(jī)上拆下排出和吸入軟管，并把排出和吸入軟管接頭密封好，防止潮氣和灰塵進(jìn)入。

（3）松開緊固調(diào)節(jié)裝置，拆下傳動皮帶。

（4）拆下搭鐵線，拆下壓縮機(jī)的固定螺栓、螺母、托架。

（5）取下壓縮機(jī)。

（6）把壓縮機(jī)里面的冷凍機(jī)油倒入一個(gè)量杯中，并安裝在專用的夾具上。

（7）用離合器前擋板拆卸器拆下離合器前擋板。

（8）拆下軸上的花鍵和定位墊片并把它們放好。

（9）使用卡環(huán)鉗拆下軸封用的固定卡環(huán)。

（10）用拆卸工具拆下軸封座。

（11）用軸封拆卸工具拆下軸封。

（12）取下缸墊，“O”形圈、簧片閥板。

（13）取出內(nèi)部的活塞、軸承、斜板等，用專為清洗的制冷劑F12清洗。

（14）壓縮機(jī)的安裝，按與拆卸時(shí)的相反順序操作。但拆下的軸封座、軸封和“O”形圈要全部報(bào)廢換新件，裝上的零件需要用清潔的冷凍機(jī)油涂抹，該冷凍機(jī)油必須與系統(tǒng)所加注的制冷劑相容。

警告：不要用手指觸摸軸封碳環(huán)表面，通常人體分泌出的酸性物質(zhì)會腐蝕軸封，使其過早損壞。

2. 壓縮機(jī)的檢驗(yàn)

壓縮機(jī)在工作臺上，就可以檢驗(yàn)，其方法如下。

（1）檢查內(nèi)部泄漏：在壓縮機(jī)吸、排氣檢修閥上裝歧管壓力表。關(guān)死高低壓手動閥，用手轉(zhuǎn)動壓縮機(jī)主軸，每秒鐘轉(zhuǎn)一圈，共轉(zhuǎn)10圈，這時(shí)，高壓表壓力應(yīng)大于0.345 MPa，若壓力小于0.3 MPa，則說明內(nèi)部漏氣，重新修理閥片、缸墊。

（2）檢查外部泄漏：從低壓端注入0.5 kg的制冷劑，然后用手轉(zhuǎn)動主軸5圈。用檢漏儀測軸封，兩端蓋，吸、排氣閥口等處，若無泄漏即可裝回發(fā)動機(jī)。