汽車壓縮機可變功率設計的意義是什麼?

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汽車空調壓縮機與油耗的關係:定排量與可變排量

眾所周知汽車在使用冷空調時會造成油耗的上升,或者說是動力的下降——為補償動力拉高發動機轉速才造成費油。其中影響動力的核心正是冷空調系統的壓縮機,下面來簡單瞭解一下壓縮機的運行原理,以及兩種類型壓縮機對油耗影響程度的差異。


第一節:壓縮機&A/C開關

汽車空調製冷依靠的是製冷劑的“氣態”“液態”“氣態”的形態轉變,目前車輛使用的R134A型製冷劑在零下26攝氏度的環境中即可沸騰蒸發,也就是說這種物質的蒸發溫度極低,在常壓常溫環境中會是氣態。於是汽車空調系統則件這種物質貯存在管路中,在汽車需要冷風時只需要打開A/C開關,這一按鍵控制的是空調壓縮機通電或斷電;打開後壓縮機的電磁離合器通電,之後與被髮動機帶動運轉的帶輪結合,帶輪會驅動壓縮機開始動作。(參考下圖組)

圖1:發動機與壓縮機是通過皮帶結合,發動機曲軸是動力輸出軸,曲軸的旋轉帶動壓縮機帶輪旋轉即可為壓縮機提供轉矩(動力)。

圖2:壓縮機產生動力後會驅動管路內部的氣態製冷劑流動,在經過冷卻脫水達到膨脹閥後製冷劑會成為液態送入蒸發箱,蒸發會吸收熱量,製冷劑的蒸發會降低蒸發箱的溫度。

圖3:蒸發箱降溫後再由鼓風機將高溫熱空氣吹過低溫蒸發箱進行降溫,之後送入車內則為冷風;由於熱空氣中的自帶水蒸氣遇冷會凝結成水,搜易蒸發箱會有排水孔,使用空調時車輛前端流水是正常現象。

以上正式汽車冷空調系統的運行原理,壓縮機的作用簡而言之就是為製冷劑的流動提供“推動力”;而壓縮機本身沒有動力系統,由發動機帶動壓縮機運轉自然要損耗發動機的動力。壓縮機運行需要的功率往往在2.5kw左右,相當於米制馬力的3.5PS(俗稱匹)左右;發動機怠速時輸出的馬力僅僅為10PS左右,打開壓縮機後被佔用3.5PS的動力則會造成怠速產生的動力不能驅動曲軸正常運轉——發動機會熄火。為了不讓發動機熄火ECU必須讓發動機怠速時也要輸出約13.5PS的馬力,提升的方式只有提升轉速以增加進氣量和噴油量,也就是增加油耗補償動力,這就是使用冷空調打開A/C開關車輛會費油的原因。


第二節:定排量與可變排量壓縮機對油耗的影響

綜上所述,打開壓縮機會增加發動機的耗油量,那麼如何降低耗油量則成為工程師們需要研究的課題。研究的最終成果則是可變排量或稱之為可變壓縮比的壓縮機,是自動空調系統的空調壓縮機;這一系統可以用AUTO模式將溫度設定在某一標準(假設為20℃),此時啟動發動機電控系統會默認“壓縮機最大壓縮比”運行,是功耗最高的狀態。

壓縮比大則驅動製冷劑運動的速率高,製冷的速度會更快,車內降溫的速度也就會更快了。而在車內溫度達到20℃之後,電控系統會調整壓縮機的壓縮比降低製冷劑的速率,此時製冷的強度不高但微微送入冷風已經可以維持車內的20℃標準——恆溫並不高強度製冷了。重點來了:降低壓縮機的壓縮比等於降低了壓縮機的功耗,通俗的解釋就是發動機驅動壓縮機“不累了”;最大壓縮比時假設需要損耗發動機3.5PS的馬力,而在恆溫是隻需要消耗1PS馬力,耗油量是不是會降低很多了呢?

答案是顯而易見的,節油減排並且提升車輛的動力體驗,這是可變排量壓縮機的重要意義,這種機器的概念可以用“變頻空調”總結。而定排量壓縮機則為“定頻空調”,打開之後即使也將溫度設定在20℃,車內溫度達到標準後壓縮機還是會以固定壓縮機制冷,車內溫度會越來越低造成不適感。所以可變排量壓縮機還有提升用戶體驗的優勢,恆溫是最理想的狀態。

那麼如何區分發動機的壓縮機是定排量還是可變排量呢?一般而言手動控制的空調都是定排量,自動空調有AUTO模式基本為可變排量。測試的方式還有一種,在冷車啟動車輛後隨即打開A/C開關,此時空調壓縮機“全力降溫”會造成發動機轉速的較大幅度提升;但隨著車內溫度的逐漸降低,壓縮機的壓縮比不斷變化則會同步降低功耗,發動機轉速會同步下降。可變排量壓縮機會出現怠速轉速的下降,而定排量壓縮機不會改變,這就是區別。關於汽車空調系統瞭解這些就好,自動空調系統可以在啟動時使用手動模式,車內溫度降低後切換會AUTO體驗會更好。




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首先給個明確的答案設計意圖是節能省油。

詳細的情況,請耐心閱讀下面的文字。

不可變功率壓縮機的排氣量是隨著發動機的轉速的提高而成比例的提高,它不能根據製冷的需求而自動改變功率輸出,而且對發動機油耗的影響比較大。它的控制一般通過採集蒸發器出風口的溫度信號,當溫度達到設定的溫度,壓縮機電磁離合器鬆開,壓縮機停止工作。當溫度升高後,電磁離合器結合,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。

可變功率壓縮機可以根據設定的溫度自動調節功率輸出。空調控制系統不採集蒸發器出風口的溫度信號,而是根據空調管路內壓力的變化信號控制壓縮機的壓縮比來自動調節出風口溫度。在製冷的全過程中,壓縮機始終是工作的,製冷強度的調節完全依賴裝在壓縮機內部的壓力調節閥來控制。當空調管路內高壓端的壓力過高時,壓力調節閥縮短壓縮機內活塞行程以減小壓縮比,這樣就會降低製冷強度。當高壓端壓力下降到一定程度,低壓端壓力上升到一定程度時,壓力調節閥則增大活塞行程以提高製冷強度。


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汽車壓縮機的作用主要是空調製冷

可變功率的主要目的性是節能、減少發動機消耗功率、降低油耗,提升動力。

汽車壓縮機裡面的成分是擁有一個電子離合器,通過室內外溫度傳感器來檢測達到變頻效果,當壓縮機不工作的時候,發動機負荷降低,動力都要更強勁。當空調開啟以後,壓縮機工作,加速明顯遲緩,動力提速沒那麼強,尤其上坡手動擋最明顯,如果沒有可變功率的話,壓縮機一直工作,浪費了能源,減少了動力。增加了油耗。

由此可見,空調壓縮機可變功率的意義,目前有的新款車型,已經不採用皮帶驅動。

而是採用電子可變,儘可能的少損耗能源。



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汽車變排量壓縮機跟家用空調的變頻差不多吧。就是可以實現空調壓縮機的線性控制。簡單介紹一下他的優點:

壓力調節式變排量壓縮機是轎車採用的一種連續變容量空調壓縮機。這種壓縮機活塞的工作行程可以根據高、低壓壓力比率而改變。活塞行程的改變直接影響壓縮機的壓縮比率,從而調節制冷劑的輸出功率,改變製冷效率,在一定程度上節省油耗。

正常工作情況下,壓縮機是持續運轉的,不發生離合動作。旋轉斜盤的傾斜度決定了活塞的行程。旋轉斜盤的傾斜度取決於腔內壓力、活塞頂部和底部的壓力以及斜盤前後的彈簧力。腔內的壓力取決於調節閥兩側的高、低壓壓力和節流管道的大小。變排量壓縮機具有自動調節的優點。


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汽車壓縮機的作用主要是空調製冷,可變功率的主要目的性是節能、減少發動機消耗功率、降低油耗,提升動力。


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