压缩机转速对新能源汽车空调制冷性能的影响

赵成吉

摘要：汽车空调系统能够实现对车内温度、湿度的调节功能，能够保证驾驶人员和乘坐者舒适的用车体验，通过压缩机制冷技术实现汽车内温度的调节是现阶段汽车广泛使用的方式。压缩机作为汽车空调系统的“心脏”，是制冷工作的主要动力源，其技术先进性和稳定性直接关系到空调系统的效率和能力，因此分析与研究现阶段汽车压缩机制冷系统的使用情况和运行缺点，具有重要的价值和意义。冷工作的主要动力源，其技术先进性和稳定性直接关系到空调系统。

关键词：压缩机转速;能源汽车;空调制冷;性能研究

一、空调制冷原理

是一个由气态变成液态、再由液态变为气态的循环过程。制冷过程主要有压缩、放热、节流和吸热四个过程。制冷剂被压缩机带入冷凝器后，由发动机风扇冷却作用，制冷剂将大量热量传给冷凝器继而散发到车厢外的空气中，使气态制冷剂冷凝形成高压中温的制冷剂液体，经储液干燥器吸湿和过滤作用，膨胀阀将制冷液吸热后变为气体，经膨胀阀到达蒸发器，蒸发器吸收车内空气的热量，通过风机与风道将凉空气送到车厢;吸热后的气态制冷剂又被压缩机吸入，开始下一轮循环。

二、压缩机制冷原理

压缩机主要作用是为制冷剂提供压力，为制冷剂实现液化放热提供条件，并保证制冷剂在系统中循环流动，是制冷系统的主要动力源。即：压缩机将蒸发器内转换出的气态低温低压制冷剂吸入内部进行压缩，在压缩过程中，机械结构对气态制冷剂做功，使制冷剂转换为高压高温的气态形式，然后送入冷凝器中进行冷却液化，在冷凝器中，高温高压的制冷剂会将热量传递给车外的大气环境，从而变为高温高压的液态形式，制冷剂从冷凝器出来以后进入储液干燥过滤器，储液干燥过滤器可以过滤掉颗粒物杂质同时吸收制冷剂中可能含有的水份，通过膨胀阀实现降温降压，冷却后的液体流回蒸发器，在蒸发器内再次转变为低温低压的气态形式，进而参与下一循环的工作。

三、新能源车汽车空调测试系统构成

对于新能源车汽车空调系统将采用焓差法对其性能进行试验。通过传感器分布在新能源车汽车空调系统各处用以记录新能源车汽车空调系统在不同工况条件下的运行参数。新能源车汽车空调系统测试系统所记录的数据主要来自于两个部分：空调侧和环境侧。新能源车汽车空调系统测试系统采集点分布在压缩机进出口、室内蒸发器和室外冷凝器等的进出口位置。布置于上述位置的传感器将采集到的温度、压力信号传输至控制电脑中进行记录与分析。新能源车汽车空调测试系统的实验通过记录汽车空调系统压缩机在不同转速下的各项运行参数，记录并分析压缩机不同转速对汽车空调运行性能的影响。

四、压缩机技术分析

现阶段应用于汽车的压缩机技术是多种多样的，其技术先进程度的运行原理的存在一定差异，总体来说，汽车空调压缩机从以下三方面发挥作用：①吸出蒸发器内部的制冷剂，使液态制冷剂汽化，吸收热量，实现蒸发器制冷功能;②改变制冷剂的物理形态，使其有液态变为气态，并提供给冷凝器，便于冷凝器降温散热;③为制冷剂提供循环动力，保证吸热和放热的往复进行。因此压缩机的技术特点和可靠性直接决定了整个制冷系统的运行情况，对其进行试验研究有利于技术的改进与优化。

五、新能源汽车空调故障现象与检修注意事项

1.新能源汽车空调常见故障检修

进行检修时，应先结合检测空调系统的电源和电压正常参数对其进行检测，确认故障是否发生在该区域。如果空调系统的电源和电压检测正常，即可排除该区域，然后对检查熔断丝是否已经发生熔断，如果已经发生熔断，分析熔断原因并排除该区域故障，然后更换新的熔断丝。如果故障区域都已排除仍未找到空调系统的问题所在，那么就需要对鼓风机进行检测，检测鼓风机运转情况是否正常，检查开关、变速电阻器接触情况和工作情况是否良好，如果鼓风机在上述故障区域都排除的情况下，仍然无法运转，就需要针对电机进行专项检测。

2.新能源汽车空调常见故障

新能源汽车空调故障与传统汽车空调故障是一样的，都是不能制冷或制冷不足、暖风失效。其故障现象有：压缩机高压驱动电机故障、压缩机内部故障、冷凝器散热不良、冷凝风扇不工作、制冷剂不足、制冷剂水分含量超标、冷冻机油过多、管路有空气、蒸发器鼓风机工作不良、蒸发器脏堵、膨胀阀堵塞、膨脹阀开度过大或过小、控制面板故障、空调出风口堵塞等。

3.维修注意事项

①高压部件处加设高压勿触警告标志。②维修人员应穿戴相应的安全防护设备。③维修人员必须持高压安全许可证才可对高压部件进行维修。④维修前须对维修设备进行绝缘性能测试，确保安全性。⑤维修前确保汽车熄火且不处于通电状态。⑥拆卸车辆外部电源，包括十二伏蓄电池，防止安全事故的发生。⑦拆卸动力电池维修把手，进行单独保管，期间切忌安装动力电池维修把手。⑧拆卸动力电池维修把手后需静置放电十分钟，等待高压能量释放完，再对高压部件进行检修。

六、汽车空调压缩机运行参数对新能源车汽车空调系统运行性能的影响

1.压缩机转速对蒸发器出风温度和电子膨胀阀最佳开度的影响

发现当空调压缩机的转速升高由实验处于2000r/min提升分别以1000r/min为间隔提升至7000r/min时，空调电子膨胀阀的最佳开度分别为180、230、260、275、280、285步，压缩机转速与空调电子膨胀阀的最佳开度是同步增加的，且这一增长速率是在逐步降低。造成这一现象的原因在于压缩机的转速处于6000r/min以内时，其转速的增大虽然会引起空调冷凝温度和压力的增长，并导致冷凝器换热温度和换热量的增大，如电子膨胀阀的开度并未随之增大将会导致过冷度的变大，为了使得空调压缩机处于最优工况条件需要将过冷度控制在5-8℃的区间范围内。

2.空调压缩机转速对空调冷凝、蒸发压力的影响规律

结合实验所得出的数据，空调压缩机不同转速实验下对应的最佳运行工况下的EXV开度是有所差别的。实验数据表明，空调冷凝压力将与空调压缩机的转速呈正比，而空调的蒸发压力则与压缩机的转速呈反比。在室内外环境温度差恒定时，空调压缩机转速的提高将使得空调内循环工质的流量和流速都增大，从而使得循环工质的低压进一步降低、高压进一步升高，空调内的压比增大，进而使得空调压缩机功耗和制冷量都有着不同程度的增加，降低了空调的能耗比。

七、空调日常维护和保养方法

①汽车原厂空调滤芯正常使用寿命一般为1.2万公里，汽车每2万公里或十二个月更换空调滤芯为宜。②空调需要定期检查。皮带是否有磨损、断裂以及松紧情况，若有及时更换;室内机的过滤网一般两月更换一次;室内外风机是否有噪音、转速慢、抖动等现象，若有异常及时解决。③定期清洁冷凝器，夏季可以用水管冲洗冷凝器，去除污物，加快表面散热，进而提升空调系统制冷效果。

结束语：

本文在分析影响车辆空调系统参数的基础上，对空调压缩机转速在车载空调系统中的重要作用以及不同转速条件下空调压缩机的能耗、质量量以及COP等的参数变化进行了分析介绍。总体来说，在空调压缩机转速变化时，控制系统的过冷度在5-8℃的区间范围内可以获得较高的制冷量量和COP，空调系统获得了最优性能。

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