CN116146458A - 一种具有电控回油功能的固定排量汽车空调压缩机 - Google Patents
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Abstract
一种具有电控回油功能的固定排量汽车空调压缩机，属汽车空调压缩机领域，包括离合器总成和缸体，缸体由前盖、前缸体、后缸体和后盖所组成，在缸体内排气高压腔和吸气低压腔之间安装有控制连通的电控单向阀，电控单向阀设置在排气高压腔的下部，由车载电源驱动与离合器总成联动控制导通或者关闭，在固定排量汽车空调压缩机制冷工作的间歇期间，将排气高压腔中沉积的润滑油导流返回至吸气低压腔中，减小润滑油进入冷媒参与***循环比例，增大缸体内润滑油存留和循环利用比例，增强运行可靠性，减少磨损破坏，增长使用寿命，同时还可降低固定排量汽车空调压缩机缸体内部初始注油量，在创新设计结构，提高工作性能、改善产品质量同时，实现节能降本。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车空调压缩机，具体涉及一种具有电控回油功能的固定排量汽车空调压缩机。
背景技术
汽车空调固定排量斜盘活塞式压缩机的工作原理是，斜盘固定安装在主轴上，斜盘上下表面利用钢球支撑，装合在活塞上的开槽中，当主轴旋转时则斜盘随之旋转，进而推动活塞做轴向往复运动，完成吸气、压缩冷媒和排气的循环，按照活塞的运动方式可分为单向式和双向式。在固定排量斜盘活塞式压缩机的工作过程，主轴、斜盘、钢珠轴承和活塞等运动副需要润滑油参与润滑降温，减小运动副之间的磨损或者高温形变，但是，填充于缸体总成中的润滑油通常都会融合于循环冷媒当中，并随其运行至整个空调***，当压缩机停止运行后，润滑油会散落存在于空调循环***当中，只有极少部分会留存散落在压缩机泵体总成当中，当空调开启，压缩机启动的瞬间，压缩机泵体总成中的运动部件极有可能因润滑油无法及时参与润滑造成瞬间缺油而发生磨损损伤或者产生高温现象，长此以往，极易造成运动部件的损坏失效，影响制冷效果，严重情况下还会降低压缩机的使用寿命，这已成为影响固定排量斜盘活塞式压缩机质量一个不容忽视的现实问题。因此，有必要研究开发具有高效回油***的固定排量斜盘活塞式压缩机，解决压缩机运动部件的初始润滑问题，提高固定排量斜盘活塞式压缩机工作的可靠性，减少磨损破坏，增长使用寿命，同时伴随润滑油使用效率的提高，适当减少压缩机内部注油量，提升空调***运行效率，节能降本，改善质量。
发明内容
本发明的目的是，针对现有技术中存在的汽车空调压缩机润滑油回油不可控、不充分导致初始润滑不良的问题，提供一种具有电控回油功能的固定排量汽车空调压缩机，减少磨损破坏，增长使用寿命。
一种具有电控回油功能的固定排量汽车空调压缩机，包括：离合器总成20和缸体，所述缸体由前盖1、前缸体2、后缸体3和后盖4所组成，在所述缸体内结构性的排气高压腔和吸气低压腔之间安装有控制连通的电控单向阀，所述电控单向阀设置在所述排气高压腔的下部，由车载电源E驱动，与所述离合器总成20联动控制导通或者关闭，当所述离合器总成20吸合时，所述电控单向阀关闭，当所述离合器总成20断开时，所述电控单向阀导通，所述电控单向阀导通时可使所述排气高压腔与所述吸气低压腔相互连通，所述排气高压腔内沉积的润滑油能够在所述一种具有电控回油功能的固定排量汽车空调压缩机使用状态下从底部位置向所述吸气低压腔中自然流动，保证润滑油从所述排气高压腔内充分排出并回流至所述吸气低压腔中，减小润滑油参与冷媒循环比例，增大润滑油循环利用效率，提高运动部件初始润滑效果。
所述一种具有电控回油功能的固定排量汽车空调压缩机，优选所述电控单向阀包括：第一电控单向阀6和第二电控单向阀5，所述第一电控单向阀6设置在所述前盖1上，控制连通前盖排气高压腔12和前盖吸气低压腔14，所述第二电控单向阀5设置在所述后盖4上，控制连通后盖排气高压腔11和后盖吸气低压腔13，使所述缸体两端的所述前盖排气高压腔12与所述后盖排气高压腔11同时分别具有控制润滑油向相互对应的所述前盖吸气低压腔14和所述后盖吸气低压腔13中的回流功能，最大限度地提高冷媒循环***中润滑油的可控回流量，进一步增大所述润滑油的循环利用率。
所述一种具有电控回油功能的固定排量汽车空调压缩机，进一步，优选在所述前盖排气高压腔12和所述后盖排气高压腔11的底部导流孔上分别设置有漏斗形导引曲面，避免出现润滑油在底面沉积滞留现象，最大限度地导排润滑油并提升导流速度，增强电控回油功能，提高回油导排效果。
所述一种具有电控回油功能的固定排量汽车空调压缩机，更进一步，优选所述第一电控单向阀6和所述第二电控单向阀5均为常开式二位二通电磁阀，所述第一电控单向阀6中的第一单向阀线圈L6和所述第二电控单向阀5中的第二单向阀线圈L5分别与所述离合器总成20中的离合器线圈L20并联连接，在所述车载电源E加载时，所述离合器总成20吸合，所述一种具有电控回油功能的固定排量汽车空调压缩机保持工作状态，同时所述第一电控单向阀6和所述第二电控单向阀5上电关闭，封闭所述前盖排气高压腔12与所述前盖吸气低压腔14之间以及所述后盖排气高压腔11与所述后盖吸气低压腔13之间的导流通道，反之，在所述车载电源E卸载时，所述离合器总成20断开，所述一种具有电控回油功能的固定排量汽车空调压缩机停止工作，同时所述第一电控单向阀6和所述第二电控单向阀5断电打开，导通所述前盖排气高压腔12与所述前盖吸气低压腔14之间以及所述后盖排气高压腔11与所述后盖吸气低压腔13之间的导流通道。
本发明的有益效果是：提供一种具有电控回油功能的固定排量汽车空调压缩机，通过在排气高压腔和吸气低压腔之间设置安装电控单向阀，利用汽车电源驱动并与离合器总成联动控制打开或者关闭，在固定排量汽车空调压缩机制冷工作的间歇期间，将排气高压腔中沉积的润滑油导流返回至吸气低压腔中，参与对主轴、斜盘、钢珠轴承和活塞等运动副的工作润滑，减小润滑油进入冷媒参与***循环的比例，增大了缸体内部润滑油的存留和循环利用比例，可在改善***冷媒循环制冷效率的基础上，明显降低缸体内运动部件的磨损强度特别是启动运行的瞬间磨损强度，有效增强固定排量汽车空调压缩机的运行可靠性，提高工作使用寿命，同时，随着润滑油参与冷媒循环量的减少，使用效率的提高，还可有效降低固定排量汽车空调压缩机缸体内部的初始注油量，在创新固定排量汽车空调压缩机设计结构，提高性能、改善质量的同时，实现节能降本，具有突出的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为具有电控回油功能的FM10G15型固定排量汽车空调压缩机整体结构图。
图2为具有电控回油功能的FM10G15型固定排量汽车空调压缩机电气连接线路图。
具体实施方式
进一步，结合具体实施例及其附图，对本发明请求保护的技术方案做具体描述。
一种具有电控回油功能的FM10G15型固定排量汽车空调压缩机，如图1所示，包括：离合器总成20、缸体、第一电控单向阀6和第二电控单向阀5，所述缸体由前盖1、前缸体2、后缸体3和后盖4所组成，所述第一电控单向阀6和所述第二电控单向阀5均为常开式二位二通电磁阀，分别设置安装在所述前盖1和所述后盖4上，所述第一电控单向阀6控制连通前盖排气高压腔12和前盖吸气低压腔14，所述第二电控单向阀5控制连通后盖排气高压腔11和后盖吸气低压腔13，在所述前盖排气高压腔12和所述后盖排气高压腔11的底部导流孔上分别设置有漏斗形导引曲面，所述第一电控单向阀6和所述第二电控单向阀5均由车载电源E驱动，与所述离合器总成20实施联动控制，如图2所示，所述第一电控单向阀6中的第一单向阀线圈L6、所述第二电控单向阀5中的第二单向阀线圈L5、单向二极管D以及所述离合器总成20中的离合器线圈L20与热熔断器F的串接线路相互并联连接在所述车载电源E的两端，所述车载电源E为12伏或者24伏的直流电源，所述单向二极管D的作用是消除所述离合器总成20吸合或者断开瞬间所述离合器线圈L20所产生的反向感应电动势，实施线路电气保护，所述热熔断器F的作用是对固定排量汽车空调压缩机实施故障保护，所述热熔断器F安装在所述离合器总成20的线圈中，当所述固定排量汽车空调压缩机出现卡死故障时，所述离合器总成20相对主轴打滑摩擦出现温度升高现象时，可熔断所述热熔断器F，使所述离合器总成20与所述主轴及时脱离，防止故障危害的进一步发展。
针对本实施例所述具有电控回油功能的FM10G15型固定排量汽车空调压缩机，与相同型号传统固定排量汽车空调压缩机相互对比，在牡丹江富通汽车空调有限公司性能检测中心分别进行了综合性能检测试验、***存油/油循环检测试验和长期寿命测试试验。
1. 综合性能检测试验
本试验在压缩机性能试验台上进行，采用的试验工况为：转速2000转/分钟、排气压力1.619兆帕、吸气压力 0.241兆帕、吸气温度24℃、过冷度5℃；试验选择6台本实施例所述具有电控回油功能的FM10G15型固定排量汽车空调压缩机和3台随机选取的传统FM10G15型固定排量汽车空调压缩机（1#-3#）为测试样机，其中：3台所述具有电控回油功能的FM10G15型固定排量汽车空调压缩机（4#-6#）和3台所述传统FM10G15型固定排量汽车空调压缩机选择现行执行的标准注油量，即180克/台，而另外3台所述具有电控回油功能的FM10G15型固定排量汽车空调压缩机（7#-9#）则选择经过计算优化的优选注油量，即140克/台；试验分别检测各台所述测试样机的制冷量和能效比（COP）2项参数数值，同时依据检测参数数值分别计算1#-3#样机、4#-6#样机和7#-9#样机3个样机测试组的平均制冷量和平均能效比（COP平均）的参数数值，实验结果示于表1：
由表1可见，在全部测试样机中，9#样机的制冷量最大，为6859瓦，8#样机的能效比（COP）最高，为2.46，在3个样机测试组中，7#-9#样机测试组的平均制冷量与平均能效比（COP平均）均为最大和最高，分别为6844瓦和2.40，4#-6#样机测试组分别居于其次，而1#-3#样机测试组均为最低，7#-9#样机测试组与4#-6#样机测试组的平均制冷量分别比1#-3#样机测试组提高2.33%和0.13%，平均能效比（COP平均）分别比1#-3#样机测试组增大了0.26和0.05。
2. ***存油/油循环检测试验
本试验在实车空调***上进行，采用的试验工况为：转速2000转/分钟、蒸发器进风温度30℃/湿度40%、风速4挡、排气压力1.600兆帕；试验用测试样机的选择及其样机测试组划分方法与前述综合性能检测试验相同；试验分别检测各台所述测试样机的油循环率和存油量2项参数数值，同时依据检测参数数值分别计算1#-3#样机、4#-6#样机和7#-9#样机3个样机测试组的平均油循环率和平均存油量的参数数值，试验结果示于表2：
由表2可见，在全部所述测试样机中，8#样机的油循环率最低，为5.9%，6#样机的存油量最高，为34.0克，在3个所述样机测试组中，4#-6#样机测试组和7#-9#样机测试组的平均存油量均显著高于1#-3#样机测试组，而平均油循环率则均低于1#-3#样机测试组，其中，4#-6#样机测试组的平均存油量最高，为33.1克，7#-9#样机测试组居于其次，为30.8克，但是，由于4#-6#样机测试组的试验注油量较高，所以，虽然4#-6#样机测试组的平均存油量显著增高，相较于1#-3#样机测试组的增长比例达到21.69%，但平均油循环率相较于1#-3#样机测试组降低不够明显，降低比例仅为0.2个百分点，而7#-9#样机测试组相较于1#-3#样机测试组平均存油量的增高比例为13.24%，虽然低于4#-6#样机测试组的增高幅度，但平均油循环率却相较于1#-3#样机测试组和4#-6#样机测试组具有明显地降低，分别降低了2.5个百分点和2.3个百分点。
3. 长期寿命测试试验
本试验在风冷耐久试验台上进行，采用的试验工况为：转速 4500转/分钟、环境温度70℃、高压2.34-2.74兆帕、低压0.2-0.4兆帕、离合器电流通断频率5秒通5秒断；试验选择6台本实施例所述具有电控回油功能的FM10G15固定排量汽车空调压缩机和3台随机选取的传统FM10G15型固定排量汽车空调压缩机（1#-3#）为测试样机，其中：3台所述具有电控回油功能的FM10G15型固定排量汽车空调压缩机（4#-6#）和3台所述传统FM10G15型固定排量汽车空调压缩机选择现行执行的标准注油量，即180克/台，而另外3台所述具有电控回油功能的FM10G15型固定排量汽车空调压缩机（7#-9#）则选择经过计算优化的优选注油量，即140克/台；试验分别检测各台所述测试样机在长期连续运行（以2000小时为参照限）状态下，出现故障的运行时长及产生的故障模式，试验结果示于表3：
由表3可见，在全部所述测试样机中，3#-9#样机连续运行2000小时以上无故障出现，而1#样机与2#样机则分别在连续运行1872小时和1788小时时出现故障，产生的故障模式分别为内部卡死和内部卡死并伴有离合器烧蚀，这些故障模式的出现无疑与润滑油的保障供给存在直接关系，结果表明所述具有电控回油功能的FM10G15型固定排量汽车空调压缩机的耐久性及其运行稳定性均显著高于同型号传统固定排量汽车空调压缩机。
综合上述实验结果可知，本实施例所述具有电控回油功能的FM10G15型固定排量汽车空调压缩机整体性能，包括制冷量和能效比（COP），均优于所述传统FM10G15型固定排量汽车空调压缩机，而且运行寿命均能够保证2000小时以上稳定运行无故障。在所述具有电控回油功能的FM10G15型固定排量汽车空调压缩机中，由于第一电控单向阀6和第二电控单向阀5同时与离合器总成20的联动作用，使冷媒循环***中润滑油得以间续性地自然回流，能够显著增大压缩机运行过程中缸体内的动态存油量，从而改善压缩机润滑效果，提高运行耐久性，但润滑油的这种间续性回流状态无法直接改变润滑油参与冷媒循环的油循环率，因此，当所述具有电控回油功能的FM10G15型固定排量汽车空调压缩机注油量与所述传统FM10G15型固定排量汽车空调压缩机保持180克/台相同注油量时，所述具有电控回油功能的FM10G15型固定排量汽车空调压缩机注油量相较于所述传统FM10G15型固定排量汽车空调压缩机的综合性能并没有得到明显的提高。但是，润滑油间续性回流显著增大压缩机缸体内的动态存油量，改善压缩机润滑效果的同时，显然也将会随之降低对压缩机注油量标准的要求，而压缩机注油量的减少则可直接减小润滑油在冷媒循环中的油循环率，显著提高压缩机的综合性能，因此，当所述具有电控回油功能的FM10G15型固定排量汽车空调压缩机注油量为140克/台时，与所述传统FM10G15型固定排量汽车空调压缩机相比，在平均存油量增加13.24%的同时，平均油循环率可降低2.5个百分点，从而使平均制冷量提高了2.33%，平均能效比（COP平均）增大了0.26。
Claims (4)
1.一种具有电控回油功能的固定排量汽车空调压缩机，其特征在于，包括：离合器总成（20）和缸体，所述缸体由前盖（1）、前缸体（2）、后缸体（3）和后盖（4）所组成，在所述缸体内结构性的排气高压腔和吸气低压腔之间安装有控制连通的电控单向阀，所述电控单向阀设置在所述排气高压腔的下部，由车载电源E驱动，与所述离合器总成（20）联动控制导通或者关闭，当所述离合器总成（20）吸合时，所述电控单向阀关闭，当所述离合器总成（20）断开时，所述电控单向阀导通，所述电控单向阀导通时可使所述排气高压腔与所述吸气低压腔相互连通。
2.如权利要求1所述一种具有电控回油功能的固定排量汽车空调压缩机，其特征在于：所述电控单向阀包括：第一电控单向阀（6）和第二电控单向阀（5），所述第一电控单向阀（6）设置在所述前盖（1）上，控制连通前盖排气高压腔（12）和前盖吸气低压腔（14），所述第二电控单向阀（5）设置在所述后盖（4）上，控制连通后盖排气高压腔（11）和后盖吸气低压腔（13）。
3.如权利要求2所述一种具有电控回油功能的固定排量汽车空调压缩机，其特征在于：在所述前盖排气高压腔（12）和所述后盖排气高压腔（11）的底部导流孔上分别设置有漏斗形导引曲面。
4.如权利要求3所述一种具有电控回油功能的固定排量汽车空调压缩机，其特征在于：所述第一电控单向阀（6）和所述第二电控单向阀（5）均为常开式二位二通电磁阀，所述第一电控单向阀（6）中的第一单向阀线圈L6和所述第二电控单向阀（5）中的第二单向阀线圈L5分别与所述离合器总成（20）中的离合器线圈L20并联连接。
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