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汽车空调论文|奥德赛轿车空调系统压缩机油回油技术研究

时间:2007-10-23栏目:职教论文

  [摘要] 通过对奥德赛轿车双蒸发器空调系统的压缩机回油问题的试验研究,全面掌握该车型从总装到使用中的压缩机油在系统内的循环情况,对三种极限状态下的工况进行了分析,找到了具体的解决方案,并对同类车型的压缩机油循环问题的解决提供了一种思路。
  
  关键词:双蒸发器 空调系统 机油循环率 回油控制
  
  1 前言
  
  目前,轿车空调系统中普遍使用的是单蒸发器空调系统,随着市场对更大的驾乘空间和更多的乘员座位的轿车需求量逐渐增加,消费者对轿车舒适性的要求也不断提高。双蒸发器空调系统在多功能商务车(MPV - Multi Passenger Vehicle)中的应用越来越广泛。广州本田奥德赛轿车就是采用前后布置的双蒸发器空调系统实现对车厢内部的整体空气调节的。由于这种前后布置的双蒸发器空调系统的固有特性,会对压缩机油的回油问题造成一定的影响,因此,我们对奥德赛车型空调系统的压缩机回油问题进行了比较全面的研究。
  
  2 空调系统中压缩机油循环率的设定
  
  汽车空调系统中压缩机油的正常循环,是保障压缩机工作可靠性和耐久性的重要因素之一。对于定排量斜盘式压缩机,在外界气温20℃,压缩机转速为1000r/min,无压缩机油的条件下,压缩机达到锁死的时间为15s,部位为斜盘与滑履摩擦副或活塞和气缸摩擦副,并最终会导致离合器烧毁。
  
  为保证压缩机的品质而规定的系统压缩机油的封入量,是在考虑到压缩机的耐久性的条件下,确保一定的油循环率而设定的量。只有保证空调系统中一定的机油循环率,才能保证压缩机的正常运转,使压缩机不会因为润滑不良而发生磨损甚至锁死等现象。
  
  在同一空调系统中,压缩机油循环率可由以下公式求出:
  
  需要指出的是:由于压缩机油是溶入制冷剂中,与制冷剂一起在空调系统中进行循环的。对压缩机而言,一定范围内,压缩机油量越多润滑性能越好;但对空调系统而言,压缩机油的存在反而导致制冷能力下降。因此,在设定压缩机的机油封入量时,一定要兼顾双方的要求,通常取值在2.9%——6%之间。
  
  3 奥德赛轿车空调系统的压缩机油循环问题
  
  3.1 奥德赛轿车的双蒸发器结构
  
  广州本田奥德赛轿车采用的是前后布置的双蒸发器空调系统,而且前后空调的温度控制系统是相对独立的。结构简图如图1 所示。压缩机型号为DENSO-10S20C,压缩机油型号为ND-OIL8.其特点是后蒸发器布置在车厢后侧,制冷剂循环回路较长。
  
  图1 双蒸发器空调系统简图
  
  1— 压缩机 2— 感温包 3— 感温包 4— 后蒸发器 5— 后鼓风机
  
  6— 膨胀阀 7— 前蒸发器 8— 膨胀阀 9— 前鼓风机10— 储液干器 11— 冷凝器 12— 冷凝风扇
  
  3.2 问题的提出
  
  由于奥德赛车型空调系统的特点,经过研究分析,结果显示系统会在以下几个空调系统运行的极限工况下,产生压缩机缺油失效的情况:
  
  (1)整车总装完成,空调开(A/C ON),压缩机磨合工况。
  
  (2)冷车起动,空调开(A/C ON)工况。
  
  (3)前空调开(A/C ON)而后空调关(A/C OFF),长时间持续运行工况。
  
  3.3 问题的分析及解决方案
  
  3.3.1 对于工况(1)
  
  在整车总装完成时,产品车随即会进入检测线,对灯光、空调、刹车侧滑、排放等一系列指标进行在线检测。由于压缩机油是加注在压缩机内部,尚未溶解在刚刚加注到系统内部的制冷剂里面。而且根据后蒸发器的布置特点,制冷剂的循环回路较长。此时若是不经过压缩机的磨合程序,让压缩机油与制冷剂充分混合,直接进入刹车侧滑、排放指标等发动机高转速工序,则会造成压缩机缺油并导致压缩机早期磨损。
  
  根据试验数据的我们得出ND-OIL8 压缩机油的循环率-温度曲线(图2),图中显示在外界气温越低的情况下,压缩机油的循环率越低。特别是在冬天,尤其需要保证压缩机的磨合程序。因此,我们对在整车终检前增加了一道工序,即在前后空调开启,发动机转速不大于1500r/min 的工况下,进行2min 的压缩机磨合。以保证压缩机油在制冷剂中充分溶解和循环。
  
  图2 压缩机油的循环率— 温度曲线
  
  3.3.2 对于工况(2)
  
  冷车起动时,由于压缩机油存在一定的析出,并在系统中位置较低处的积存。因此,我们需要采取试验的方式,对这一工况下的机油循环情况进行考察。在外界气温20——22℃,利用在吸气管中串联的干净玻管进行观察。在发动机怠速、前后空调开,前后鼓风机风量最大的状态下,压缩机的回油时间为12——13s;而在发动机转速3000 r/min、前后空调开的状态下,压缩机的回油时间为6——7s.对比DENSO-10S20C 压缩机的缺油锁死耐久性能指标,在怠速时,大于等于60s;在发动机转速3000 rpm 时,大于等于10s.因此,在这一工况下,压缩机不会产生缺油磨损和锁死问题。
  
  3.3.3 对于工况(3)
  
  这种工况是在实际使用中出现的情况较多,即当前空调开(A/C ON)而后空调关(A/C OFF)的情况持续较长时间。这时,由于后鼓风机停止工作,后蒸发器温度升高,蒸发压力减低。这种状态导致制冷剂在蒸发器内蒸发后,

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