汽车空调压缩机性能测试台

汽车空调压缩机性能测试台
林穗斌（广州电器科学研究所，广州市
5l0300）
l 前言
衡量汽车空调压缩机性能的好坏，检验产品性能是否达到设计要求，汽车空调系统与压缩机的匹配，都必须准确知道压缩机的性能参数，即压缩机的制冷量、输入功率、COP 值和不同转速下其性能参数的变化。

为满足产品检测的需要，我们研制出汽车空调压缩机性能测试台。

2
基本结构及工作原理
图l 结构框图
该测试台由动力系统、制冷系统、电气测
控系统、数据采集处理及计算机系统组成。

如图l 所示。

2.l 动力系统
该测试台适用于依靠汽车发动机提供动力的非独立式汽车空调压缩机，与其它制冷压缩机不同之处在于它必须依靠外加动力来带动压缩机工作，在测试台中必须具备一套动力装置带动压缩机工作。

动力系统由电动机、变频调速器、转矩测试仪组成。

电动机提供压缩机所需要的动力，通过离合器带动压缩机工作，变频调速器通过调频来实现对电动机线性调速，从而改变压缩机的旋转速度，以适应检测不同转速下压缩机的性能参数的目的。

通过转矩测试仪测量电动机的扭矩和转速，从而求出压缩机的输入功率。

·2l ·200l 年第l 期
《电机电器技术》#
######################################################·测试技术·
2.2
制冷系统
本测试台采用第二制冷剂电量热器法作为主测，其原理是利用量热器内充注的与被测压缩机制冷系统相隔离的第二制冷剂作为热交换介质，将制冷系统产生的冷量与电加热器产生的热量相互交换，达到平衡时，通过测量加热电量而得出制冷量的一种间接试验方法；同时采用液体质量流量计法作为辅测，其原理是通过测量制冷系统单位时间内所流过的液态制冷剂的质量，计算出它在规定工况条件下转换成气态所必须吸收的热量，即制冷量。

计算公式如下：
O 0=
l
3.6m f （1gl
-1fl ）V l /V gl O 0———制冷量；W
m f ———制冷剂质量流量；kg /11gl —
——规定工况下压缩机吸入的制冷剂气体比焓；kJ /kg
1fl ———规定工况下对应于排气压力的膨胀阀前制冷剂液体比焓；kJ /kg V l ———压缩机吸气口制冷剂气体实际比容；m 3/kg V gl ———规定工况下压缩机吸入的制冷剂气体比容；m 3/kg
单级蒸气压缩式制冷循环的压焓图如图2所示。

本测试台的制冷系统图如图3
所示。

图2
制冷循环压焓图
图3制冷系统图
压缩机吸入蒸发器内产生的过热低温低压制冷蒸气（l ’），经被测压缩机压缩成高温高压蒸汽排入冷凝器（l ’-2’
），被冷却介质等压冷却，放出热量，凝结成液态（2’-3）
，液态制冷剂经过冷器进一步冷却成过冷液体（3-3’
），高压制冷剂液体流过流量计后，经过·
3l ··测试技术·《电机电器技术》200l 年第l !
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!期
节流阀，因受阻而使压力下降，导致部分制冷剂汽化，吸收汽化潜热，使其本身温度也相应降低，成为低温低压下的湿蒸汽（3’-4’），进入蒸发器，制冷剂液体在压力不变的情况下，吸收热量而汽化（4’-l ’），形成的低压低温蒸汽被压缩机吸走，再进行压缩，形成一个封闭的制冷循环。

测量出蒸发器内制冷剂从介质所吸取的热能，即为压缩机的制冷量。

2.3
电气测控系统
在检测过程中，必须控制制冷循环在规定的工况下进行，测控参数包括：吸气压力、排气压力、过冷温度、量热器出口温度；监测参数包括：吸气温度、排气温度、过冷器进口温度、壳体温度、环境温度。

测控过程如图4所示。

吸气压力和排气压力通过压力变送器取样，由PID 调节仪与设定工况值进行比较，依据比较结果分别对节流阀的开启度和冷凝器冷却水阀的开启度进行调节，直至达到规定值；过冷温度和量热器出口温度通过铂电阻取样，由PID 调节仪与设定工况值进行比较，依据比较结果，分别对过冷器和量热器的电加热器的加热量进行调节，使二次冷媒的压力稳定在某一值上，而此时过冷温度和量热器出口温度就稳定在规定值上，当各工况参数达到稳定后，计量量热器内电加热器的加热电量，即可得出压缩机的制冷量。

监测参数由记录仪对温度传感器（铂电阻和热电偶）
进行采样显示。

图4测控框图
本测试台由开关按钮、继电器、接触器、
压力继电器、蜂鸣器、指示灯等构成一套完整的运行、保护、报警、显示系统，并具有自动/手动切换功能，可由计算机自动执行，也可由人工操作执行。

2.4数据采集处理及计算机系统
该系统主要由计算机系统、数据记录仪、
质量流量智能积算仪、转矩仪和数字功率表组成。

温度、压力的测试值由数据记录仪对温度传感器、压力变送器、调节仪按固定的频率进行采集，质量流量经传感器和流量积算仪输入数据记录仪，数据记录仪、数字功率表、转矩仪和PID 调节仪的数据采用GPIB 卡IEEE -488通讯接口和RS232接口与计算机通讯，使计算机在试验过程中一直都能监控和采集数据。

工况设定值通过RS232接口传递到解调器并传给调节仪。

3测试软件
测试软件采用WIN95平台下的VisuaI
Basic 编写，
界面美观灵活、操作方便、容易掌握。

对测试过程可用数表形式和曲线图形式自动监测显示，自动判稳，对测试数据自动处理，测试结果自动打印输出，并有数据存储查询功能。

4技术指标
（l ）测试项目：制冷量、COP 值、输入功率、压缩机转速、壳体温度。

（2）显示参数：转矩、
吸气压力、排气压力、吸气温度、排气温度、过冷温度、量热器出口温度、过冷器进口温度、环境温度。

（3）测试范围：
名义制冷量l5OO ~lOOOOW 。

（4）制冷量测试精度：
制冷量小于25OOW 或大于75OOW
精度!12%；
制冷量大于25OOW 小于75OOW
精度!1l%；
主辅测试偏差!14%。

（5）压缩机转速：lOOO ~25OOr /min 。

（6）测试工况可控范围（自动控制）：
排气压力l.O ~2.5MPa ；吸气压力O.O ~O.5MPa ；膨胀阀入口温度3O ~7OC ；过热度"lOC ；过冷度"5C 。

（7）具有安全保护和报警装置。

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《电机电器技术》$
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汽车空调压缩机性能测试台
作者：林穗斌
作者单位：广州电器科学研究所,
刊名：
电机电器技术
英文刊名：DIANJI DIANQI JISHU
年，卷(期)：2001,1(1)
被引用次数：2次
1.汪立新压力交变试验控制系统研究[学位论文]2008
2.严嘉.童明伟.张二锋.Yan Jia.Tong Mingwei.Zhang Erfeng汽车空调压缩机耐久性试验台运行稳定性试验研究[期刊论文]-暖通空调2005,35(12)
3.刘向农汽车空调制冷系统匹配设计[学位论文]2002
4.牛均亮汽车空调压缩机试验台简介[期刊论文]-城市公用事业2003,17(1)
1.严嘉.童明伟.张二锋汽车空调压缩机耐久性试验台运行稳定性试验研究[期刊论文]-暖通空调
2005(12)
2.王志远.高风玲.杨铁皂.徐斌.张宝恒全封闭制冷压缩机的应用现状与性能试验台开发[期刊论文]-制冷 2007(1)
本文链接：/Periodical_djdqjs200101005.aspx。