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一、汽車保鮮冷庫(kù)制冷系統(tǒng)的工作原理
盡管汽車保鮮冷庫(kù)系統(tǒng)多種多樣，但其基本結(jié)構(gòu)相差不大。一般保鮮冷庫(kù)系統(tǒng)由下面幾部分組成:壓縮保鮮冷庫(kù)、冷凝器、干燥過(guò)濾器、膨脹閥、蒸發(fā)器、送風(fēng)保鮮冷庫(kù)等部分。

  它的工作原理如下:壓縮保鮮冷庫(kù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將蒸發(fā)器內(nèi)產(chǎn)生的低溫低壓制冷劑蒸氣吸入并壓縮后，在高溫高壓(約70℃,1471kPa)的狀況下排出。這些氣態(tài)制冷劑流入冷凝器，并在此受到散熱器和冷卻風(fēng)扇的作用強(qiáng)制冷卻到50℃左右。這時(shí)，制冷劑由氣態(tài)變成液態(tài)。被液化了的制冷劑，進(jìn)入干燥過(guò)濾器，除去水分和雜質(zhì)后，流入膨脹閥。高壓的液態(tài)制冷劑從膨脹閥的小孔流出，變?yōu)榈蛪红F狀后流入蒸發(fā)器。霧狀制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸熱氣化變成氣態(tài)制冷劑，從而使蒸發(fā)器表面溫度下降。從送風(fēng)保鮮冷庫(kù)進(jìn)來(lái)的空氣，不斷流過(guò)蒸發(fā)器表面，被冷卻后送進(jìn)車廂內(nèi)，使車廂內(nèi)降溫。氣態(tài)制冷劑通過(guò)蒸發(fā)器后又重新被壓縮保鮮冷庫(kù)吸入，這樣反復(fù)循環(huán)即可達(dá)到制冷的目的。
二、汽車保鮮冷庫(kù)制冷系統(tǒng)的分類
  汽車保鮮冷庫(kù)制冷系統(tǒng)分為兩類，一類是膨脹閥系統(tǒng)，另一類是孔管系統(tǒng)。它們的差別是所用的節(jié)流膨脹裝置的結(jié)構(gòu)不同，以及貯液干燥器的安裝位置不同。汽車保鮮冷庫(kù)膨脹閥系統(tǒng)的特征是:只要駕駛員一開動(dòng)保鮮冷庫(kù)，電磁離合器總是嚙合，從不斷開，壓縮保鮮冷庫(kù)始終處于運(yùn)行狀態(tài)，靠吸氣節(jié)流閥或靠壓力閥把蒸發(fā)器溫度控制在0℃左右。而孔管系統(tǒng)的特征是:電磁離合器時(shí)而結(jié)合，時(shí)而斷開，壓縮保鮮冷庫(kù)根據(jù)車室內(nèi)、外溫度時(shí)而運(yùn)行，時(shí)而停止運(yùn)行，因此也叫做循環(huán)離合器系統(tǒng)，循環(huán)離合器系統(tǒng)也有使用膨脹閥的，但只是作為一種節(jié)流裝置而已。膨脹閥系統(tǒng)也叫做傳統(tǒng)保鮮冷庫(kù)系統(tǒng)。
三、汽車保鮮冷庫(kù)制冷系統(tǒng)的主要部件
1.壓縮保鮮冷庫(kù)結(jié)構(gòu)及工作原理
  壓縮保鮮冷庫(kù)被稱為制冷循環(huán)系統(tǒng)的心臟，它將氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫高壓狀態(tài)后輸出到冷凝器，同時(shí)吸入蒸發(fā)器中低溫低壓的氣體制冷劑，使其在蒸發(fā)器中保持低壓易蒸發(fā)的狀態(tài)，也可以說(shuō)壓縮保鮮冷庫(kù)是制冷劑循環(huán)的泵。換言之，它能把熱從吸熱部分的蒸發(fā)器轉(zhuǎn)送給放熱部分的冷凝器。
  用于汽車制冷系統(tǒng)的壓縮保鮮冷庫(kù)按運(yùn)動(dòng)形式可分為下面幾種類型。
1)徑向活塞式壓縮保鮮冷庫(kù)
  徑向壓縮保鮮冷庫(kù)對(duì)制冷劑蒸氣的壓縮，是通過(guò)活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成。它的動(dòng)力是通過(guò)帶輪從發(fā)動(dòng)保鮮冷庫(kù)輸入。壓縮保鮮冷庫(kù)的工作過(guò)程由壓縮、排氣、膨脹、吸氣等四個(gè)過(guò)程組成。
(1)壓縮過(guò)程。進(jìn)氣過(guò)程結(jié)束后，活塞在曲軸連桿的帶動(dòng)下，開始向上運(yùn)動(dòng)。此時(shí)吸氣閥片和排氣閥片都關(guān)閉。隨著汽缸容積不斷減小，蒸氣壓力不斷升高，溫度也不斷增加，當(dāng)汽缸內(nèi)壓力略超過(guò)排氣閥片的彈性力時(shí)，它便打開，開始排氣過(guò)程。
(2)排氣過(guò)程。排氣閥打開后，被壓縮的氣體不斷排出，雖然活塞仍不斷向上運(yùn)動(dòng)，但汽缸內(nèi)的蒸氣壓力已不再升高。直到曲軸連桿活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)為止，排氣過(guò)程結(jié)束。
(3)膨脹過(guò)程。由于進(jìn)氣閥結(jié)構(gòu)和制造安裝工藝等原因，在壓縮保鮮冷庫(kù)活塞的頂部和閥板間存在一間隙，該容積稱為余隙容積。由于它的存在，排氣過(guò)程結(jié)束時(shí)，仍然有一定數(shù)量的高壓蒸氣殘留在余隙里。當(dāng)活塞開始從上止點(diǎn)下移時(shí)，余隙內(nèi)的高壓蒸氣首先膨脹，排氣閥片在排氣腔內(nèi)壓力作用下關(guān)閉?；钊^續(xù)下行，余隙內(nèi)蒸氣不斷膨脹，直至壓力略低于進(jìn)氣腔內(nèi)壓力時(shí)，進(jìn)氣閥片打開，開始進(jìn)氣。
(4)進(jìn)氣過(guò)程。當(dāng)余隙容積內(nèi)的剩余氣體膨脹，壓力略低于進(jìn)氣腔內(nèi)壓力時(shí)，進(jìn)氣閥片打開，蒸汽被吸入汽缸內(nèi)，隨著活塞的下移，汽缸容積不斷擴(kuò)大，低壓蒸氣不斷被吸入。由于進(jìn)氣慣性和閥片彈性的惰性，活塞下移到下止點(diǎn)并往上移動(dòng)一段時(shí)間后，進(jìn)氣閥片關(guān)閉，停止進(jìn)氣。這樣壓縮保鮮冷庫(kù)便進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。壓縮保鮮冷庫(kù)便是這樣周而復(fù)始地重復(fù)著上述循環(huán)過(guò)程，把低壓制冷劑蒸氣變成高壓蒸氣。
2)斜板式壓縮保鮮冷庫(kù)
 根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式不同可分為單向斜板式壓縮保鮮冷庫(kù)和雙向斜板式壓縮保鮮冷庫(kù)，它們?cè)诂F(xiàn)代車型中被廣泛采用。
(1)單向斜板式壓縮保鮮冷庫(kù)。單向斜板式壓縮保鮮冷庫(kù)的工作原理。
  各汽缸均以壓縮保鮮冷庫(kù)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(wàn)向聯(lián)軸器，使斜板的擺動(dòng)和活塞移動(dòng)相協(xié)調(diào)而不發(fā)生干涉。擺盤中心用鋼球作支承中心，并用一對(duì)固定的圓錐齒輪限制擺盤只能搖動(dòng)而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸和楔形的傳動(dòng)板連接在一起。
  壓縮保鮮冷庫(kù)工作時(shí)，主軸帶動(dòng)傳動(dòng)板一起旋轉(zhuǎn)。由于楔形傳動(dòng)板的轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使擺盤以鋼球?yàn)橹行模M(jìn)行左右搖擺移動(dòng)。斜板和傳動(dòng)板之間的摩擦力，使擺盤具有轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，但是這種趨勢(shì)被一對(duì)圓錐齒輪所限制，使得斜板只能左右移動(dòng)，并帶動(dòng)活塞在汽缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
  該類壓縮保鮮冷庫(kù)與曲軸連桿式一樣，均有進(jìn)、排氣閥片，工作循環(huán)也具有壓縮、排氣、膨脹、吸氣四個(gè)過(guò)程。當(dāng)活塞向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，該汽缸處于膨脹、吸氣兩個(gè)過(guò)程，而擺盤另一端的活塞作反向的向左移動(dòng)，使該汽缸處于壓縮、排氣兩個(gè)過(guò)程。主軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，一個(gè)汽缸便要完成上述的壓縮、排氣、膨脹、吸氣的一個(gè)循環(huán)。一般一個(gè)擺盤配有五個(gè)活塞，這樣相應(yīng)的五個(gè)汽缸在主軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，就有五次排氣過(guò)程。
  托盤式壓縮保鮮冷庫(kù)，其主要構(gòu)造如下:主軸和五個(gè)汽缸軸線平行，缸體上均布著五個(gè)軸向汽缸，汽缸內(nèi)活塞和擺盤被連桿用球形萬(wàn)向聯(lián)軸器連接，通過(guò)滾柱軸承，使楔形傳動(dòng)板與前缸蓋和擺盤之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，減少了摩擦阻力和零件的磨損，延長(zhǎng)了零件壽命。軸承是一對(duì)滑動(dòng)軸承，它和鋼球巧一起支承主軸和楔板運(yùn)動(dòng)。鋼球還起到擺盤的支點(diǎn)作用。吸氣腔和楔形板腔有通氣孔，使夾帶潤(rùn)滑油的制冷劑蒸氣先潤(rùn)滑所有的運(yùn)動(dòng)部件和油封后，再到汽缸中壓縮。
(2)雙向斜板式壓縮保鮮冷庫(kù)。其工作原理，當(dāng)主軸帶動(dòng)斜板轉(zhuǎn)時(shí)，斜板便驅(qū)動(dòng)活塞作軸向移動(dòng)，由于活塞在前后布置的汽缸中同時(shí)作軸向運(yùn)動(dòng)，這相當(dāng)于兩個(gè)活塞在作雙向運(yùn)動(dòng)。即前缸活塞向左移動(dòng)時(shí)，排氣閥片關(guān)閉，余隙容積的氣體首先膨脹;在缸內(nèi)壓力略小于吸氣腔壓力時(shí)，吸氣閥片打開，低壓蒸氣進(jìn)入汽缸開始了吸氣過(guò)程，一直到活塞向左移動(dòng)到終點(diǎn)為止。當(dāng)后缸活塞向左移動(dòng)時(shí)，開始?jí)嚎s過(guò)程，蒸氣不斷壓縮，壓力和溫度不斷上升。當(dāng)壓縮蒸氣的壓力略大于排氣腔壓力時(shí)，排氣閥片打開，轉(zhuǎn)到排氣過(guò)程，一直到活塞各自完成吸氣、壓縮、排氣、膨脹過(guò)程，完成一個(gè)循環(huán)，相當(dāng)于兩個(gè)工作汽缸。
  雙向斜板式壓縮保鮮冷庫(kù)的主要零件有缸體、前后缸蓋、前后閥板、活塞。它的斜盤固定在主軸上，鋼球用滑靴和活塞的連接架固定。鋼球的作用是使斜盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)鋼球轉(zhuǎn)換為活塞的直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由滑動(dòng)變?yōu)闈L動(dòng)。這樣可減少摩擦阻力和磨損，以及延長(zhǎng)滑板的使用壽命。如今斜盤和滑靴都以耐磨質(zhì)輕的高硅鋁合金材料替換了當(dāng)初使用的鑄鐵材料，活塞也用硅鋁合金。這樣既減輕了壓縮保鮮冷庫(kù)運(yùn)動(dòng)保鮮冷庫(kù)件的質(zhì)量，又可提高壓縮保鮮冷庫(kù)的轉(zhuǎn)速。
  由于雙向斜板式壓縮保鮮冷庫(kù)的活塞雙向作用，所以在它的兩邊都裝有前、后閥總成，各總成上都裝有吸氣簧片和排氣簧片。目前，后缸蓋上有各自相通的吸氣腔和排氣腔，吸、排汽缸用閥墊隔開。
  斜板式壓縮保鮮冷庫(kù)的潤(rùn)滑有兩種:一種是用來(lái)強(qiáng)制潤(rùn)滑，由主軸驅(qū)動(dòng)的油泵泵到各潤(rùn)滑部位及軸封處，主要用于豪華型轎車或小型客車較大制冷量的壓縮保鮮冷庫(kù);另一種是飛濺潤(rùn)滑，我國(guó)上海內(nèi)燃保鮮冷庫(kù)油泵廠生產(chǎn)的斜板式壓縮保鮮冷庫(kù)即是采用飛濺潤(rùn)滑。
  斜板式壓縮保鮮冷庫(kù)結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，性能可靠，因而適用于汽車保鮮冷庫(kù)。
3)旋葉式壓縮保鮮冷庫(kù)
    旋葉式壓縮保鮮冷庫(kù)的汽缸形狀有圓形和橢圓形兩種。圓形缸葉片有2片、3片、4片，橢圓形缸葉片有4片、5片。
  在圓形汽缸的旋葉式壓縮保鮮冷庫(kù)中，轉(zhuǎn)子的主軸與汽缸的圓心有一個(gè)偏心距離，使轉(zhuǎn)子緊貼汽缸表面的吸、排氣孔之問(wèn)。在橢圓形汽缸中，轉(zhuǎn)子的主軸和橢圓中心重合，轉(zhuǎn)子上的葉片和它們之間接觸線將汽缸分成幾個(gè)空間，當(dāng)主軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，這些空間的容積發(fā)生擴(kuò)大、縮小、幾乎為零的循環(huán)變化，制冷劑蒸氣在這些空間內(nèi)也發(fā)生吸氣一壓縮排氣的循環(huán)。壓縮后的氣體通過(guò)安裝在接觸線旁的簧片閥排出。旋葉式壓縮保鮮冷庫(kù)沒有吸氣閥，因?yàn)榛芡瓿晌牒蛪嚎s制冷劑的任務(wù)。對(duì)于圓形汽缸而言，葉片將空間分成個(gè)空間，主軸旋轉(zhuǎn)一周，即有2次排氣過(guò)程;葉片則有次。葉片越多，壓縮保鮮冷庫(kù)的排氣脈沖越小。對(duì)于橢圓形汽缸,葉片將汽缸分成4個(gè)空間，主軸旋轉(zhuǎn)一周，有4次排氣過(guò)程。
4)滾動(dòng)活塞式壓縮保鮮冷庫(kù)
  當(dāng)滾動(dòng)活塞處于活塞外表面與汽缸內(nèi)表面形成一月牙形空間，從蒸發(fā)器流入的低壓制冷劑蒸氣經(jīng)吸入口流入該空間(氣室)。此時(shí)，由于該氣室內(nèi)為低壓氣體，排氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)。
  曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞在汽缸內(nèi)表面滑動(dòng)。當(dāng)活塞處于位置時(shí)，滑片、汽缸及活塞將汽缸內(nèi)容積分成兩個(gè)空間?；髠?cè)與吸氣口相通的空間為低壓室，隨活塞轉(zhuǎn)動(dòng)容積不斷增大，吸入氣體?；硪粋?cè)容積則由于活塞轉(zhuǎn)動(dòng)而使容積縮小，壓力升高。
  滾動(dòng)活塞位于滑片左側(cè)容積擴(kuò)大，吸入氣體;而右側(cè)容積繼續(xù)縮小，壓力升高。活塞位于吸氣容積擴(kuò)大，吸入氣體。同時(shí)，壓縮容積縮小而使氣體壓力升高，排氣閥打開，高壓氣體自排氣閥排入冷凝器中。
  一種滾動(dòng)活塞式壓縮保鮮冷庫(kù)的剖面圖。主要零件為曲軸、轉(zhuǎn)子缸體、前后端蓋和刮片。曲軸由端面上的滾動(dòng)軸承和支承，平衡塊在曲軸尾端，彈簧壓迫刮片緊貼滾動(dòng)活塞在缸體內(nèi)滾動(dòng)。不設(shè)吸氣閥，排氣閥采用圓柱形，圓柱形閥工藝性好，在汽缸上安裝和布置亦較方便。潤(rùn)滑油采用壓差輸油的方式，即冷凝的潤(rùn)滑油在汽缸內(nèi)潤(rùn)滑滾動(dòng)活塞與汽缸壁接觸部位及刮片后，和制冷劑一起排到保鮮冷庫(kù)體底部，底部裝有不銹鋼篩網(wǎng)，用來(lái)分離油氣。分離后的油氣，其中蒸氣從排氣口排除，潤(rùn)滑油留在保鮮冷庫(kù)體底部。在排氣高壓作用下，通過(guò)吸油孔油被送到主軸承、活塞內(nèi)孔內(nèi)以及油封等處，而在底部的刮片和彈簧都浸在油中。
  滾動(dòng)活塞式壓縮保鮮冷庫(kù)具有質(zhì)量小、體積小、零部件少、效率高、可靠性好以及適宜大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。與往復(fù)活塞式壓縮保鮮冷庫(kù)相比，質(zhì)量為往復(fù)活塞式的45%，體積為44%,零件數(shù)為62%，耗電量為往復(fù)活塞式的66%，但與往復(fù)活塞式相比，其加工精度要求高，尤其在大型化時(shí)難以保證其精度。另外，在高轉(zhuǎn)速和大功率時(shí)，單缸壓縮保鮮冷庫(kù)的振動(dòng)及磨損會(huì)隨之加劇。目前，滾動(dòng)活塞式壓縮保鮮冷庫(kù)的發(fā)展正在逐步完善，并有雙缸和變?nèi)萘繚L動(dòng)活塞式壓縮保鮮冷庫(kù)問(wèn)世。

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