汽车空调第五章第1节
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连接方式从螺纹连接改为板式快速连接；② 接口从喇叭口形 式改为０型密封圈形式；③轴封装置从机械密封式改为多唇 口密封式。
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2020/11/23
汽车空调第五章第1节
5.1 汽车空调压缩机
㈡ 汽车空调压缩机的分类及其发展
⑶ 近十多年，对汽车空调压缩机的结构进行了许多 改进，主要表现如下：
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汽车空调第五章第1节
5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈢ 汽车空调压缩机的性能曲线
压缩机的性能曲线通常是根据实验给出的，用来 表示压缩机制冷量和功耗同压缩机 工况和转速之间关 系的一组曲线。
汽车空调用压缩机的性能曲线不同于一般空调装 置中压缩机性能曲线，除绘出制冷量、功率与蒸发温 度和冷凝温度的关系外，还需由压缩机转速这一变量 来描述其性能。
过冷度 5℃
压缩机 转速
1800r/min
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汽车空调第五章第1节
5.1.2.2 斜盘式压缩机
㈠ 结构与工作原理
结构
1—活塞 2—止推轴承 3—驱动球 4—滑履 5—前阀板 6—轴封 7—离合器轴承 8—衔铁板 9—皮带轮 10—线圈 11—前缸头 12—前轴承 13—斜盘 14—后轴承 15—吸油管 16—后阀板 17—后缸头 18—油泵 19—“O”型环
n 对汽车的不利影响要小。要求压缩机运行平稳、噪音低、振动 小，开、停压缩机时对发动机转速的影响不应太大，起动扭矩 要小。
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汽车空调第五章第1节
5.1 汽车空调压缩机
㈡ 汽车空调压缩机的分类及其发展
⑴ 汽车空调压缩机的分类
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汽车空调第五章第1节
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汽车空调Βιβλιοθήκη Baidu五章第1节
5.1 汽车空调压缩机
㈡ 汽车空调压缩机的分类及其发展
⑶ 近十多年，对汽车空调压缩机的结构进行 了许多改进，主要表现如下：
[6] 用飞溅润滑等方式代替油泵，以增大低速时的制冷量， 减少功率消耗，减轻重量及零件数。
[7] 减小外形尺寸，采用与发动机的装接位置贴合的外形， 取消安装凸缘及支架，以减轻重量。
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汽车空调第五章第1节
5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈡ 工作循环
3.充气效率λ
③ 余热系数
λT的大小与压缩机的工况有关， 蒸发温度降低和冷凝温度 升高，即压比增大均使λT降低。
λT的大小还与吸气过热度和工质特性有关。适应增加吸气过 热度会减少吸入蒸气和压缩机的温差，降低吸入气体受热量，使 λT提高。至于工质物性，绝热指数较小, 比热大, 导热性差的工 质，其温升小，λT会大些 。
n 体积小，重量轻，这也是对所有汽车零件的要求。从发动机机 舱安装空调越来越小这一角度考虑，也要求压缩机小型化。
n 要能经受恶劣的运行条件，可靠性好。由于汽车发动机室温度 较高，怠速时常达80℃以上，并且汽车空调的冷凝压力较高， 因此要求压缩机耐高温和高压。由于汽车在颠簸的道路上高速 行驶，部件必须有良好的抗振性，机组密封性能要好。
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汽车空调第五章第1节
5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈡ 工作循环
3.充气效率λ
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① λV余隙系数
从上式中可以看出，余隙系数λV 与压比 ，相对余隙c和过程 指数m有关。
当c和m不变，压比ε增大时会使λV 变小，当ε增大到一定值时， 会使△V'=Vp ,λV =0，即压缩机不能吸排气。通常，对单级活塞
还要考虑转速变化对λ的影响。
压缩机转速对充气效率的影响可以从上图看出。当工况不变时, 可以认为余隙系数λV受转速的影响较小。当转速增加时, 由于流速 增加使工质受热量和泄漏量相对减少, 故余热系数λT和气密性系数 λe增加。对节流系数λp来说，受转速变化的影响较大。一方面，转 速增加使气体流经气阀时的压力损失和由此而转化来的热量增加， 导致充气效率降低；另一方面，在一定工况下，某一转速范围对应 有一个气阀阀片的最佳运动规律，此时的损失最小。综上所述，充 气效率应在某转速下对应有一个最大值。从右图可以看出，压缩机 转速在2000～2500r/min时充气效率最大。
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汽车空调第五章第1节
汽车空调制冷系统图
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汽车空调第五章第1节
5.1 汽车空调压缩机
㈠ 汽车空调对压缩机的要求
n 要有良好的低速性能，即要求在低速运转时有较大的制冷能力 和较高的效率。
n 高速运行时要求能降低发动机用于空调方面的功率消耗，提高 汽车动力性。
固定转速压缩机完成一个循环的耗功WO。
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汽车空调第五章第1节
5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈡ 工作循环
5.固定转速压缩机与汽车空调变转速压缩机耗 功率的比较
汽车空调变速压缩机完成一个循环的耗功Wi。
式中 n—压缩过程指数，可近似取为绝热指数k。 δ0—吸排气过程平均相对压力损失，取0.15～0.23。 故：Wi/WO>1，即Wi>WO。 所以，汽车空调压缩机由于变速关系，完成一个循环的耗功 比固定转速度耗功要大。
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汽车空调第五章第1节
5.1.2.2 斜盘式压缩机
㈠ 结构与工作原理
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工作原理
回转斜盘式压缩机是往复式双向活塞结构，又称双向斜盘式。 它的工作原理是把装在主轴上的斜盘的回转运动变为双向活塞沿轴 向的往复运动(如动画所示)。活塞以斜盘主轴为中心,在同一圆周上 均布了三个(如活塞组件图所示)或五个。各活塞是通过斜盘两端面 的滑履和钢球而装配的。通过斜盘的回转，活塞在气缸进行往复运 动。活塞的两边都是气缸，因而一个活塞起到双缸的作用，整个压 缩机则起到六缸(或十缸)的作用。
气体泄漏不仅使压缩机排量降低，还使压缩机吸入蒸气的温 度升高，排气温度升高，降低了压缩机的可靠性和耐久性。对往 复活塞式压缩机，一般推荐λ l =0.97～0.99。
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汽车空调第五章第1节
5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈡ 工作循环
4.汽车空调往复式压缩机的充气效率
式压缩机来说，从充气效率以及排温和功耗来考虑，压比一般不 超过10。
相对余隙容积c值的大小，往往受结构和工艺的影响，不可能 无限地减少。在相同Vp和m下，c越小，λV 越大。
m值主要取决于制冷剂种类和膨胀过程中气体的热交换，m
增大对λV 有利。对于氟里昂压缩机，膨胀指数m=0.95～1.05，压
缩过程指数n＝1.05～1.18。
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汽车空调第五章第1节
5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈡ 工作循环
3.充气效率λ
② λP节流系数
λP取决于吸气终了相对压力损失△Psl /Pso 。在一定的运行 工况下，即Pso一定时,吸气阀只有在△Psl略小于吸气阀的弹簧力 时才开始关闭。因此, △Psl取决于吸气阀弹簧力的大小。弹簧力 过大，气阀会提前关闭,△Psl增大，λP减小，即压力降导致的容 积损失增大。相反，过弱的弹簧力又会使活塞运动到下止点时无 法关闭，即延迟关闭太多，使吸入的气体从吸气阀处倒流回去。 △Psl还与工质流经气阀时的流动阻力损失有关。因此，对制冷压 缩机，要按其选用的工质和工况条件正确设计气阀流通面积和气 阀弹簧力。
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汽车空调第五章第1节
5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈣ 汽车空调压缩机的工况
目前汽车空调制冷机的工况各国并无统一的标准 可遵循，我国目前推荐的专业标准把汽车空调压缩机 的名义工况定为：
吸气压力 饱和温度
-1℃
排气压力 饱和温度
62℃
过热度 10℃
[8] 采用小缸径，多缸数，以改善压缩机输出脉动性，减轻 重量和减小外形尺寸。
[9] 采用高强度材料及耐磨性好的新型摩擦副材料匹配，以 提高零件寿命和可靠性。例如机体和活塞采用高硅铝合金, 活塞环采用含金属粉末的聚四氟乙烯, 活塞表面喷涂聚四氟 乙烯耐磨材料。
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[15] 有的生产厂家为了提高压缩机的可靠性和寿命，采取了 一些特殊措施。例如美国塞莫金公司为冷藏车压缩机配备了 特别的Jet Cool＝TM 压缩机射流冷却喷射系统和Jet Cool ＝TM 压缩机射流润滑喷射系统，可供汽车空调系统借鉴。
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汽车空调第五章第1节
5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
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汽车空调第五章第1节
5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈡ 工作循环
3.充气效率λ
④λl 气密系数
λ l 与压缩机的运行工况有关, 压比增大会使泄漏量增加, λ l 变小。
与压缩机的设计，制造和安装质量有关。为减少气体经活塞 和气缸之间间隙的泄漏,在活塞上设活塞环。气阀关闭时应严密， 同时要防止出现气阀的延迟关闭而造成气体倒流。汽车空调标准 (IMACA308-77)对排气阀处泄漏速度有专门规定, 不得超过0.85 m3/h。
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汽车空调第五章第1节
5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈡ 工作循环
4.汽车空调往复式压缩机的充气效率
估算经验公式
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汽车空调第五章第1节
5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈡ 工作循环
5.固定转速压缩机与汽车空调变转速压缩机耗 功率的比较
2.压缩机的理论和实 际排气过程。
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汽车空调第五章第1节
5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈡ 工作循环
3.充气效率λ λ＝λV ·λP ·λT ·λL
工作过程中各种影响造成的损失越小，上式中四个 系数越大，使λ也越大，λ越大，排量越大，制冷量也就 越大。
汽车空调第五章第1节
5.1 汽车空调压缩机
㈡ 汽车空调压缩机的分类及其发展
⑶ 近十多年，对汽车空调压缩机的结构进行 了许多改进，主要表现如下：
[10] 为提高密封性和密封的耐压强度，缸体采用浸渍处理技 术,气缸垫和缸盖垫采用薄钢片双面复合橡胶等。
[11] 采用V形多槽皮带，以提高传动效率。 [12] 采用特殊高强度轴承，延长轴承寿命。 [13] 为减少制冷剂泄漏，采取了下列措施：① 吸排气口的
5.1 汽车空调压缩机
㈡ 汽车空调压缩机的分类及其发展
⑵ 汽车空调常用压缩机的发展
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汽车空调第五章第1节
5.1 汽车空调压缩机
㈡ 汽车空调压缩机的分类及其发展
⑶ 近十多年，对汽车空调压缩机的结构进行 了许多改进，主要表现如下：
[1] 改进结构，提高容积效率，以减少外形尺寸，提高制冷 量。
[14] 由于汽车空调制冷剂改用R134a，代替原来的R12，压 缩机作了相应改动：①提高了零部件强度，主要是提高主轴 强度和加大轴承；②密封材料从原来的丁腈橡胶(NBR)，氟 橡胶等改用与R134a相容性好的橡胶,例如氢化丁腈橡胶 (HNBR)等；③轴封改用多唇口密封式，其中的橡胶唇材料 改用与R134a相容性好的材料；④润滑油由原来的矿物油改 用合成油，例如多元醇或多元醇酯；⑤改变吸排气口形状。
[2] 简化或取消进排气阀，以降低压力损失。
[3] 提高压缩机转速，以增大制冷量。扩大最高和最低转速 范围，以提高对不同车速的适应性。
[4] 改善压缩机扭矩特性。这不仅关系到离合器大小、皮带 轮尺寸及重量、运转平稳性，也影响到振动。
[5] 利用卸载机构、缸体上开缺口、改变参加工作的缸数、 利用吸、排气压力差改变斜盘角度方法改变排量大小，以 降低高速时的动力消耗，改善起动性能。
㈠ 结构
整机结构 工作过程
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汽车空调第五章第1节
5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈠ 结构
•舌簧式进排气阀 •轴封装置
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5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈡ 工作循环
1.活塞式压缩机气缸 的工作原理图。
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㈡ 汽车空调压缩机的分类及其发展
⑶ 近十多年，对汽车空调压缩机的结构进行了许多 改进，主要表现如下：
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5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈢ 汽车空调压缩机的性能曲线
压缩机的性能曲线通常是根据实验给出的，用来 表示压缩机制冷量和功耗同压缩机 工况和转速之间关 系的一组曲线。
汽车空调用压缩机的性能曲线不同于一般空调装 置中压缩机性能曲线，除绘出制冷量、功率与蒸发温 度和冷凝温度的关系外，还需由压缩机转速这一变量 来描述其性能。
过冷度 5℃
压缩机 转速
1800r/min
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5.1.2.2 斜盘式压缩机
㈠ 结构与工作原理
结构
1—活塞 2—止推轴承 3—驱动球 4—滑履 5—前阀板 6—轴封 7—离合器轴承 8—衔铁板 9—皮带轮 10—线圈 11—前缸头 12—前轴承 13—斜盘 14—后轴承 15—吸油管 16—后阀板 17—后缸头 18—油泵 19—“O”型环
n 对汽车的不利影响要小。要求压缩机运行平稳、噪音低、振动 小，开、停压缩机时对发动机转速的影响不应太大，起动扭矩 要小。
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5.1 汽车空调压缩机
㈡ 汽车空调压缩机的分类及其发展
⑴ 汽车空调压缩机的分类
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5.1 汽车空调压缩机
㈡ 汽车空调压缩机的分类及其发展
⑶ 近十多年，对汽车空调压缩机的结构进行 了许多改进，主要表现如下：
[6] 用飞溅润滑等方式代替油泵，以增大低速时的制冷量， 减少功率消耗，减轻重量及零件数。
[7] 减小外形尺寸，采用与发动机的装接位置贴合的外形， 取消安装凸缘及支架，以减轻重量。
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5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈡ 工作循环
3.充气效率λ
③ 余热系数
λT的大小与压缩机的工况有关， 蒸发温度降低和冷凝温度 升高，即压比增大均使λT降低。
λT的大小还与吸气过热度和工质特性有关。适应增加吸气过 热度会减少吸入蒸气和压缩机的温差，降低吸入气体受热量，使 λT提高。至于工质物性，绝热指数较小, 比热大, 导热性差的工 质，其温升小，λT会大些 。
n 体积小，重量轻，这也是对所有汽车零件的要求。从发动机机 舱安装空调越来越小这一角度考虑，也要求压缩机小型化。
n 要能经受恶劣的运行条件，可靠性好。由于汽车发动机室温度 较高，怠速时常达80℃以上，并且汽车空调的冷凝压力较高， 因此要求压缩机耐高温和高压。由于汽车在颠簸的道路上高速 行驶，部件必须有良好的抗振性，机组密封性能要好。
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5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈡ 工作循环
3.充气效率λ
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① λV余隙系数
从上式中可以看出，余隙系数λV 与压比 ，相对余隙c和过程 指数m有关。
当c和m不变，压比ε增大时会使λV 变小，当ε增大到一定值时， 会使△V'=Vp ,λV =0，即压缩机不能吸排气。通常，对单级活塞
还要考虑转速变化对λ的影响。
压缩机转速对充气效率的影响可以从上图看出。当工况不变时, 可以认为余隙系数λV受转速的影响较小。当转速增加时, 由于流速 增加使工质受热量和泄漏量相对减少, 故余热系数λT和气密性系数 λe增加。对节流系数λp来说，受转速变化的影响较大。一方面，转 速增加使气体流经气阀时的压力损失和由此而转化来的热量增加， 导致充气效率降低；另一方面，在一定工况下，某一转速范围对应 有一个气阀阀片的最佳运动规律，此时的损失最小。综上所述，充 气效率应在某转速下对应有一个最大值。从右图可以看出，压缩机 转速在2000～2500r/min时充气效率最大。
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汽车空调制冷系统图
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5.1 汽车空调压缩机
㈠ 汽车空调对压缩机的要求
n 要有良好的低速性能，即要求在低速运转时有较大的制冷能力 和较高的效率。
n 高速运行时要求能降低发动机用于空调方面的功率消耗，提高 汽车动力性。
固定转速压缩机完成一个循环的耗功WO。
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㈡ 工作循环
5.固定转速压缩机与汽车空调变转速压缩机耗 功率的比较
汽车空调变速压缩机完成一个循环的耗功Wi。
式中 n—压缩过程指数，可近似取为绝热指数k。 δ0—吸排气过程平均相对压力损失，取0.15～0.23。 故：Wi/WO>1，即Wi>WO。 所以，汽车空调压缩机由于变速关系，完成一个循环的耗功 比固定转速度耗功要大。
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5.1.2.2 斜盘式压缩机
㈠ 结构与工作原理
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工作原理
回转斜盘式压缩机是往复式双向活塞结构，又称双向斜盘式。 它的工作原理是把装在主轴上的斜盘的回转运动变为双向活塞沿轴 向的往复运动(如动画所示)。活塞以斜盘主轴为中心,在同一圆周上 均布了三个(如活塞组件图所示)或五个。各活塞是通过斜盘两端面 的滑履和钢球而装配的。通过斜盘的回转，活塞在气缸进行往复运 动。活塞的两边都是气缸，因而一个活塞起到双缸的作用，整个压 缩机则起到六缸(或十缸)的作用。
气体泄漏不仅使压缩机排量降低，还使压缩机吸入蒸气的温 度升高，排气温度升高，降低了压缩机的可靠性和耐久性。对往 复活塞式压缩机，一般推荐λ l =0.97～0.99。
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㈡ 工作循环
4.汽车空调往复式压缩机的充气效率
式压缩机来说，从充气效率以及排温和功耗来考虑，压比一般不 超过10。
相对余隙容积c值的大小，往往受结构和工艺的影响，不可能 无限地减少。在相同Vp和m下，c越小，λV 越大。
m值主要取决于制冷剂种类和膨胀过程中气体的热交换，m
增大对λV 有利。对于氟里昂压缩机，膨胀指数m=0.95～1.05，压
缩过程指数n＝1.05～1.18。
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㈡ 工作循环
3.充气效率λ
② λP节流系数
λP取决于吸气终了相对压力损失△Psl /Pso 。在一定的运行 工况下，即Pso一定时,吸气阀只有在△Psl略小于吸气阀的弹簧力 时才开始关闭。因此, △Psl取决于吸气阀弹簧力的大小。弹簧力 过大，气阀会提前关闭,△Psl增大，λP减小，即压力降导致的容 积损失增大。相反，过弱的弹簧力又会使活塞运动到下止点时无 法关闭，即延迟关闭太多，使吸入的气体从吸气阀处倒流回去。 △Psl还与工质流经气阀时的流动阻力损失有关。因此，对制冷压 缩机，要按其选用的工质和工况条件正确设计气阀流通面积和气 阀弹簧力。
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㈣ 汽车空调压缩机的工况
目前汽车空调制冷机的工况各国并无统一的标准 可遵循，我国目前推荐的专业标准把汽车空调压缩机 的名义工况定为：
吸气压力 饱和温度
-1℃
排气压力 饱和温度
62℃
过热度 10℃
[8] 采用小缸径，多缸数，以改善压缩机输出脉动性，减轻 重量和减小外形尺寸。
[9] 采用高强度材料及耐磨性好的新型摩擦副材料匹配，以 提高零件寿命和可靠性。例如机体和活塞采用高硅铝合金, 活塞环采用含金属粉末的聚四氟乙烯, 活塞表面喷涂聚四氟 乙烯耐磨材料。
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[15] 有的生产厂家为了提高压缩机的可靠性和寿命，采取了 一些特殊措施。例如美国塞莫金公司为冷藏车压缩机配备了 特别的Jet Cool＝TM 压缩机射流冷却喷射系统和Jet Cool ＝TM 压缩机射流润滑喷射系统，可供汽车空调系统借鉴。
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5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈡ 工作循环
3.充气效率λ
④λl 气密系数
λ l 与压缩机的运行工况有关, 压比增大会使泄漏量增加, λ l 变小。
与压缩机的设计，制造和安装质量有关。为减少气体经活塞 和气缸之间间隙的泄漏,在活塞上设活塞环。气阀关闭时应严密， 同时要防止出现气阀的延迟关闭而造成气体倒流。汽车空调标准 (IMACA308-77)对排气阀处泄漏速度有专门规定, 不得超过0.85 m3/h。
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㈡ 工作循环
4.汽车空调往复式压缩机的充气效率
估算经验公式
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5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈡ 工作循环
5.固定转速压缩机与汽车空调变转速压缩机耗 功率的比较
2.压缩机的理论和实 际排气过程。
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5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈡ 工作循环
3.充气效率λ λ＝λV ·λP ·λT ·λL
工作过程中各种影响造成的损失越小，上式中四个 系数越大，使λ也越大，λ越大，排量越大，制冷量也就 越大。
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5.1 汽车空调压缩机
㈡ 汽车空调压缩机的分类及其发展
⑶ 近十多年，对汽车空调压缩机的结构进行 了许多改进，主要表现如下：
[10] 为提高密封性和密封的耐压强度，缸体采用浸渍处理技 术,气缸垫和缸盖垫采用薄钢片双面复合橡胶等。
[11] 采用V形多槽皮带，以提高传动效率。 [12] 采用特殊高强度轴承，延长轴承寿命。 [13] 为减少制冷剂泄漏，采取了下列措施：① 吸排气口的
5.1 汽车空调压缩机
㈡ 汽车空调压缩机的分类及其发展
⑵ 汽车空调常用压缩机的发展
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5.1 汽车空调压缩机
㈡ 汽车空调压缩机的分类及其发展
⑶ 近十多年，对汽车空调压缩机的结构进行 了许多改进，主要表现如下：
[1] 改进结构，提高容积效率，以减少外形尺寸，提高制冷 量。
[14] 由于汽车空调制冷剂改用R134a，代替原来的R12，压 缩机作了相应改动：①提高了零部件强度，主要是提高主轴 强度和加大轴承；②密封材料从原来的丁腈橡胶(NBR)，氟 橡胶等改用与R134a相容性好的橡胶,例如氢化丁腈橡胶 (HNBR)等；③轴封改用多唇口密封式，其中的橡胶唇材料 改用与R134a相容性好的材料；④润滑油由原来的矿物油改 用合成油，例如多元醇或多元醇酯；⑤改变吸排气口形状。
[2] 简化或取消进排气阀，以降低压力损失。
[3] 提高压缩机转速，以增大制冷量。扩大最高和最低转速 范围，以提高对不同车速的适应性。
[4] 改善压缩机扭矩特性。这不仅关系到离合器大小、皮带 轮尺寸及重量、运转平稳性，也影响到振动。
[5] 利用卸载机构、缸体上开缺口、改变参加工作的缸数、 利用吸、排气压力差改变斜盘角度方法改变排量大小，以 降低高速时的动力消耗，改善起动性能。
㈠ 结构
整机结构 工作过程
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2020/11/23
汽车空调第五章第1节
5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈠ 结构
•舌簧式进排气阀 •轴封装置
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2020/11/23
汽车空调第五章第1节
5.1.2.1 曲轴连杆式压缩机的 结构及工作原理
㈡ 工作循环
1.活塞式压缩机气缸 的工作原理图。