【文章內容簡介】 的流度阻力及管路的吸熱放熱均可忽 略不計。因此可近似認為，壓縮機吸氣口與蒸發(fā)器出口、壓縮機排氣口與冷凝器入口、冷凝 器出口與膨脹閥入口三處的制冷劑熱力學狀態(tài)分別相同以簡化計算。 a）壓縮機吸氣溫度：ts=te+⊿tse=15℃ 根據(jù)ts、Pe查HFC134a過熱蒸汽的熱力性質表，得壓縮機吸氣口（即蒸發(fā)器出口）的制冷劑 比焓 : hs= 比體積：vs= 比熵 ：s=(kgK) b）根據(jù)Pc、s查HFC134a過熱蒸汽的熱力性質表，得壓縮機等比熵壓縮后的制冷劑比焓: hc= c)在設定工況條件下壓縮機的指示效率：ηi ηi=(Te/Tc)+bte= (b=) d)在設定工況條件下壓縮機排氣比焓為:hd hd=hs+(hchs)/ηi= e)根據(jù)Pc、hd查HFC134a過熱蒸汽的熱力性質表，得設定工況壓縮機的排氣溫度td為83℃ 壓縮機排量:a)膨脹閥前制冷劑溫度tsc=tc⊿tsc=50℃。b)根據(jù)Pc、tsc查HFC134a過冷液體的熱力性質表，得設定工況膨脹閥入口處制冷劑比焓hsc=。c)本制冷系統(tǒng)的制冷劑單位質量流量的制冷量為:qc qc=hshsc==。d)設計要求系統(tǒng)制冷量Q=4300W= 系統(tǒng)內制冷劑質量流量為qm,則: qm=Q/qc= 系統(tǒng)內制冷劑體積流量為qv,則： qv=qmvs=106=2467ml/s 壓縮機每轉實際排氣量為Vn，則： Vn=qv（60/n）=246760/1800=e)壓縮機的輸氣系數(shù)，取λ=，壓縮機每轉名義排氣量為V，則： V=Vn/λ= 壓縮機軸功率: 根據(jù)Pc、s查HFC134a過熱蒸汽的熱力性質表，得壓縮機等比熵壓縮后的制冷劑比焓hc=。制冷劑溫度td=83℃。 測試工況壓縮機單位等比熵理論功Wtst: Wtst=hchs== 測試工況壓縮機的理論等比熵功率Ntst: Ntst= Wtstqm== 已計算得測試工況壓縮機的指示效率ηi= 測試工況壓縮機的指示功率Nit： Nit=Ntst/ηi= 測試工況壓縮機的摩擦功率Nmt： Nmt=D2sinpm105 =(35103)(50103)261800105 105= 測試工況壓縮機所用軸功率Net: Net=Nit+Nmt=+= 壓縮機的選擇:汽車空調壓縮機是汽車制冷系統(tǒng)的心臟，是推動制冷系統(tǒng)中不斷循環(huán)的動力來源。微型及小型汽車空調，由于空間尺寸，發(fā)動機功率小，比較注意壓縮機的效率、外形尺寸及功耗。例如奧托微型車采用精工滑片壓縮機和7B10壓縮機。微型車空調壓縮機排量一般在80～100cm3/r之間。中、高檔轎車及小型面包車，采用150～250cm3/r排量的壓縮機。中、高檔現(xiàn)在普遍采用變排量壓縮機，如上海大眾公司生產的PASSAT轎車采用7SBH變排量壓縮機，上海通用公司生產的BUIK轎車采用V5變排量壓縮機。中、大型客車采用排量為400～775cm3/r的活塞壓縮機，也有采用兩臺小排量壓縮機并聯(lián)系統(tǒng)的。如杰克賽爾（ZEXEL）DL15，DL16，DL33，DL34和CL11型大客車，采用兩臺排量為313cm3/r的DKS32型壓縮機并聯(lián)系統(tǒng)，電裝（DENSO）車用空調也采用兩臺排量為300cm3/r的10P30B壓縮機并聯(lián)系統(tǒng)。本車為小型乘用車，可選壓縮機有搖盤式壓縮機、斜盤式壓縮機、旋葉式壓縮機和渦旋式壓縮機。１） 搖盤式壓縮機搖盤式壓縮機又被稱為搖板式壓縮機，其優(yōu)點是工作平穩(wěn)，結構緊湊，體積小，所以目前在我國得以廣泛應用。其工作原理如圖31氣缸以壓縮機的軸線為中心，均勻分布，連桿連接活塞和擺盤，兩端采用球形萬向連軸器，使擺盤的擺動和活塞的移動相協(xié)調而不發(fā)生干涉。擺盤中心用鋼球作支撐中心，并用一固定的錐齒輪限定擺盤，使其只能搖動而不能轉動。主軸和楔形傳動板連接在一起。壓縮機工作時，主軸帶動傳動板一起旋轉。由于楔形傳動板的轉動，迫使擺盤以鋼球為中心，進行左右搖擺移動。擺盤和傳動板之間的摩擦力使得擺盤具有轉動的趨勢，但是這種趨勢被一對錐齒輪限制，使得擺盤只能夠左右移動，同時帶動活塞在氣缸內作往復運動，完成對應的壓縮—排氣—膨脹—吸氣的過程。圖31搖盤式壓縮機工作原理1—轉軸 2—楔塊 3—活塞 4—搖盤２） 斜盤式壓縮機斜盤式壓縮機又被稱為斜板式壓縮機，其優(yōu)點是結構緊湊、效率高和性能可靠，是目前乘用車空調中應用最多的一種壓縮機型。斜盤式壓縮機的工作原理如圖32所示，把裝在主軸上的斜盤13的回轉運動變成雙向活塞沿軸向的往復運動。以斜盤主軸為中心，在同一圓周上布了3個（或5個）活塞1，各個活塞均通過斜盤兩端面的滑履和鋼球3裝配在一起。由于鋼球的作用，斜盤的旋轉運動經鋼球轉換為活塞的直線運動時，由滑動變成滾動，從而減少了摩擦阻力和磨損，延長了滑板的使用壽命。經過斜盤的回轉，活塞在氣缸內進行往復運動。因為活塞兩端都是氣缸，因而一個活塞起到了雙缸的作用，整個壓縮機起到了6缸（或10缸）的作用。更利于實現(xiàn)小型和輕量化。圖32斜盤式壓縮機結構圖1—活塞 2—止推軸承 3—鋼球 4—滑履 5—前閥板 6—軸封 7—離合器軸承 8—銜鐵板 9—皮帶輪 10—線圈 11—前缸頭 12—前軸承 13—斜盤 14—后軸承 15—吸油管 16—后軸承 17—后缸頭 18—油泵 19—“O”形環(huán)３）旋葉式壓縮機旋葉式壓縮機的氣缸有圓形和橢圓形兩種，如圖334。這兩種形式的工作原理完全相同，只是在結構上有所區(qū)別。在圓形氣缸的旋葉式壓縮機中，轉子主軸對氣缸圓心有一個偏心距，這樣使轉子緊貼在氣缸內表面的進氣孔和排氣孔之間。而在橢圓氣缸中，轉子主軸和橢圓的幾何中心重合，轉子緊貼橢圓兩短軸上的內表面。圖34是圓形氣缸旋葉式壓縮機的結構，裝在主軸上的轉子2偏心安置在氣缸內，轉子上開有若干縱向的開口槽，其內裝有能徑向滑動的葉片。整個氣缸被轉子和氣缸的接觸線分為吸氣區(qū)域和排氣區(qū)域。當主軸轉動時，轉子2在氣缸中轉動，吸氣側的葉片在離心力或油壓的作用下滑出與氣缸壁緊貼，形成一個月牙形區(qū)域。該區(qū)域的容積不斷增大，產生吸力，氣態(tài)制冷劑8通過吸氣孔3進入氣缸，直至吸氣容積達到最大值。之后葉片開始回縮，氣態(tài)制冷劑被壓縮，從排氣口排出。由于旋葉式壓縮機不設吸氣閥，所以其容積效率特別高，轉子可以告訴旋轉，制冷能力強。 圖33圓形氣缸旋葉式壓縮機 圖34橢圓形氣缸旋葉式壓縮機 1—葉片 2—轉子 3—吸氣口 1—壓縮機機體 2—轉子 3—葉片 4—排氣口5—高壓氣體 4—轉動軸 6—氣缸 7—氣缸體 8—低壓氣體４）滾動活塞式壓縮機滾動活塞式壓縮機是一種新型的旋轉式壓縮機，該種壓縮機由于體積小、工作可靠，被廣泛應用于汽車空調及其他空調和冰箱上。滾動活塞式壓縮機的工作原理如圖。滾動活塞1的內部是中空的，而且和曲軸的配合有很大的間隙，在間隙里面充滿著潤滑油。當曲軸4旋轉時，依靠摩擦力引起活塞1的轉動，并在離心力的作用下，使?jié)L動活塞1的內表面和曲軸外表面緊緊接觸，造成滾動活塞4的集合中心和曲軸中心不重合，即與氣缸中心不重合。接觸位置處于活塞中心與氣缸中心連線延長線與氣缸的膠墊上，且該接觸線與固定在氣缸上的刮片將氣缸空間分為兩部分。當曲軸旋轉時，活塞不但作自身滾動，而且以氣缸的中心為圓心，偏心距為半徑的圓周上作回轉運動。這兩種運動的合成，使得氣孔兩部分空間容積的擴大和縮小進行周期性的變化。當進氣腔的空間不斷擴大時，制冷劑蒸汽不斷從外面吸進，壓縮機處于進氣過程；而另一腔則不斷縮小，制冷劑不斷壓縮，處于壓縮過程。當壓力腔的蒸汽壓力略大于排氣腔時，則排氣閥打開，將壓縮蒸汽排除氣缸外，處于排氣過程。曲軸旋轉一周活塞與氣缸接觸線也移動一周，這樣壓縮機的兩個空間各自完成了進氣、壓縮、排氣三個工作循環(huán)。由于滾動活塞式壓縮機的吸氣過程是連續(xù)的，所以不用設置進氣閥，容積效率比較高。圖35滾動活塞式壓縮機工作原理1—滾動活塞 2—排氣閥 3—吸氣口 4—曲軸 5—氣缸 6—葉片 7—彈簧５）渦旋式壓縮機渦旋式壓縮機是一種新型壓縮機，具有結構簡單、效率高、噪聲小、振動小等優(yōu)點，被認為是最有前途的一種壓縮機。渦旋式壓縮機主要由具有渦旋葉片的動、定兩渦旋盤組成。兩盤的參數(shù)完全相同，只是相互間錯開了180176。圖（a）是吸氣結束時，一對渦旋圈形成了兩對月牙形容積，最大的月牙形11將開始壓縮，動圈渦旋中心繞定圈繼續(xù)回旋公轉，原來最大的月牙形已被壓縮，如圖(b)，動圈被曲軸帶動而作回旋運動，被壓縮的容積縮小到如圖所示的最小壓縮容積7，這一月牙形容積中的制冷劑蒸汽即將與設在渦旋圈中心的排氣口相同。在壓縮的同時，動圈與定圈的外周又形成吸氣容積（8入口處），再回旋，再壓縮，如此循環(huán)完成吸氣、壓縮、排氣的工作過程。 圖36渦旋式壓縮機工作原理 (a)吸氣結束 （b）壓縮行程 (c)排除開始之前1—定圈 2—動圈 3—動圈渦旋中心 8—制冷劑氣體 7—最小壓縮容積 9—排氣口 10—動圈渦旋中心 11—開始壓縮容積（最大容積） 12—回旋半徑考慮成本及加工精度等因素，本車采用斜盤式壓縮機根據(jù)壓縮機的轉速n的指定值和Qe,Pe,qm的計算結果粗選擇壓縮機的型號,當Qe=，qm=，壓縮機氣缸工作容積大約在550cm3左右，試選取壓縮機型號是SE5H14，其結構參數(shù)為：缸徑D=50mm,行程s=35mm,氣缸數(shù)i=6。6)SE5H14壓縮機的校核該壓縮機的理論排量qv=138mL/r＞117mL/r,制冷量Qe=＞=。結果表明，所選SE5H14型壓縮機的制冷量、排量均大于計算結果，壓縮機軸功率小于計算結果，完全滿足系統(tǒng)運行要求，是能與所指定的車用空調系統(tǒng)相匹配的。要求夏季提供4300W的制冷量，由系統(tǒng)熱力計算得出。采用制冷劑R134a時，制冷劑循環(huán)量qmr=。此時，蒸發(fā)溫度為5℃，我們取蒸發(fā)器進風溫度：干球溫度27℃，℃。 計算制冷劑進出口參數(shù):由制冷量和制冷劑循環(huán)量，可求出制冷劑進出口比焓差? hr為 ? hr =hr2hr1=Qe/qmr=取制冷劑進口干度χ=，則根據(jù)蒸發(fā)溫度查HFC134a的lgPh圖，有hr1= kJ/kg，于是制冷劑出口比焓值hr2為hr2= hr1+ ? hr=+=同時可計算出蒸發(fā)器出口制冷劑溫度為tr2=℃，℃。 蒸發(fā)器結構選擇:可選用的蒸發(fā)器結構有管片式蒸發(fā)器、管帶式蒸發(fā)器和層疊式蒸發(fā)器。（1）管片式蒸發(fā)器它由銅質或鋁制圓管套上鋁翅片組成，經脹管工藝使鋁翅片與圓管緊密接觸。其結構簡單、加工方便，但換熱效率較差。管片式蒸發(fā)器與管片式冷凝器結構類似。（2）管帶式蒸發(fā)器管帶式蒸發(fā)器由多孔扁管與蛇形散熱鋁帶焊接而成，工藝比管片式復雜，需采用雙面復合鋁材及多孔扁管材料。這種蒸發(fā)器換熱效率效率比管片式高10%左右。管帶式蒸發(fā)器與管帶式冷凝器結構類似。（3）層疊式蒸發(fā)器如圖37，層疊式蒸發(fā)器由兩片沖成復雜形狀的鋁板疊在一起組成制冷劑通道，每兩片之間夾有蛇形散熱鋁帶。這種蒸發(fā)器也需要雙面復合鋁材，且焊接要求高，因此，加工難度大，但其換熱效率也最高，結構也最緊湊。適用于使用R134a制冷劑的空調系統(tǒng)中。層疊式蒸發(fā)器的結構經歷了由雙儲液室向單儲液室的變化，圖是兩者間的比較。單儲液室由于把具有分流、集合制冷劑功能的儲液室集中在蒸發(fā)器的下部，即僅集中在單側，則可使蒸發(fā)器正面面積當中進行熱交換的有效部分的比例增加。新型的單儲液室蒸發(fā)器與舊式的雙儲液室相比較，正面面積相同，將芯子厚度減薄了18%，且在保持冷氣裝置能力的同時，具有如下優(yōu)點：空氣側壓力損失下降20%，質量減輕15%，內部容積減少30%，節(jié)省制冷劑50g左右。圖37層疊式蒸發(fā)器本次設計采用管帶式蒸發(fā)器　　散熱板及翅片與百葉窗尺寸見圖38:圖38 散熱翅片及百葉窗翅片：寬度WF=65mm，高度hF=，厚度δF=，間距PF=；百葉窗間距PL=，百葉窗長度lL=，百葉窗角度αL=37?。散熱板：寬度WT=65mm，高度hT=，厚度δT=。由此可計算出內部流道尺寸hH，WH分別為hH=hT2δT=（）=WH=WT2=652=（1） 每米散熱板內表面積Ar為Ar=2（hH+ WH）=2（2+）103=113103 m2/m（2）每米散熱板外表面積Ab,a為Ab,a=2（hT+ WT）=2（3+65）103 =136103 m2/m（3） 每米散熱板長迎風面積Aface為 Aface=hT+hF=（3+）103 =103m2/m（4）每米散熱板長翅片面積Af，a為Af，a=210