變排量汽車空調(diào)壓縮機(jī)電控閥研究現(xiàn)狀

來源：品質(zhì)部|發(fā)布時間：2021-08-11| 瀏覽數(shù)：載入中...

1、 變排量控制原理

        斜盤式壓縮機(jī)變排量的改變是通過改變斜盤傾斜角度來實現(xiàn)，最早的美國通用公司生產(chǎn)的V5型斜盤式變排量壓縮機(jī)，機(jī)構(gòu)主要由主軸，斜盤，搖板，活塞等部件組成，在壓縮機(jī)斜盤和主軸間裝有 一個可滑動軸套，主軸上裝有驅(qū)動斜盤運動的驅(qū)動桿，斜盤和驅(qū)動桿通過長銷軸構(gòu)成活動連接，驅(qū)動桿上有腰型槽，當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時，斜盤在驅(qū)動桿下，即可以旋轉(zhuǎn)又可以擺動角度來改變活塞行程，實現(xiàn)變排量。斜盤傾角的改變主要通過改變其平衡關(guān)系來實現(xiàn)，除了離心慣性力矩之外，一個是作用在活塞頭部缸孔內(nèi)氣體壓力的合力，一個是作用在活塞背部曲軸箱內(nèi)壓力，只要調(diào)節(jié)這兩個合力大小就可以實現(xiàn)壓縮機(jī)變排量。由此產(chǎn)生兩類排量控制方式，氣缸進(jìn)氣壓力控制和曲軸箱壓力控制，控制壓縮機(jī)排量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為控制閥。

2、 電控閥的發(fā)展

        2001年6月美國德爾福公司為雷諾公司的新一代汽車Laguna配備的電動控制型變排量壓縮機(jī)在歐洲銷售。這是電控閥首次批量 配備裝車。
        電控閥是在氣控閥的基礎(chǔ)上加上電磁驅(qū)動機(jī)構(gòu)，使控制閥的運動不在單純依靠壓縮機(jī)各腔氣體壓力驅(qū)動。與氣控閥相比，電控閥響應(yīng)速度更快，控制更精準(zhǔn)。

        電控閥主要由閥口，感壓元件波紋管，電磁鐵等組成，感壓元件感受吸氣壓力，閥口加工在閥桿上，在排氣腔與曲軸腔之間的通道上進(jìn)行開關(guān)控制，閥桿的兩端分別與動鐵芯與波紋管相連，閥桿上有復(fù)位彈簧，當(dāng)線圈通電后，動鐵芯就產(chǎn)生向閥口方向移動的趨勢，當(dāng)蒸發(fā)溫度高時，蒸發(fā)壓力高，波紋管收縮，在波紋管和動鐵芯共同作用下迫使閥口關(guān)閉，由于斜盤腔與吸氣腔之間存在常通節(jié)流孔 , 所以斜盤腔壓力 Ｐｃ將下降 ,引起排氣量增大;反之, 當(dāng)蒸發(fā)溫度低時 ,波紋管受內(nèi)部彈簧力作用而膨脹 , 閥口打開, 當(dāng)冷媒通過閥口從排氣腔流向斜盤腔的流量大于冷媒通過常通節(jié)流孔從斜盤腔流向吸氣腔的流量時,Ｐｃ 壓力提高, 且閥口流量越大, 壓力上升越快 ,壓縮機(jī)向小角度方向調(diào)整的響應(yīng)速度越快。由此可見電控閥就是根據(jù)以上電流和蒸發(fā)壓力的原理來實現(xiàn)排氣量和溫度調(diào)節(jié)的目的。

3、電控閥受力分析和平衡方程

由以上分析知, 閥的動作關(guān)鍵在閥口或閥桿的動作 ,其動作的驅(qū)動力主要取決于電磁力和波紋管力 ,為進(jìn)一步精確分析其相互關(guān)系,在閥口關(guān)閉的臨界點上, 根據(jù)桿和波紋管的力平衡方程可知 :
Ｆｅ +ＰＣＳ30 =Ｆｔ2 +ＰＳＳ00 +Ｆｚ
ＦＢＢ =Ｆｚ +Ｆｔ1 +ＰＳＳ0
所以:
ＰＳ =-Ｆｅ/Ｓ0 -Ｓ00 +[ＦＢＢ -ＦＳｔ10+-ＦＳｔ2 00 -ＰＣＳ30]
(1)式中 ＰＳ———動作壓力或蒸發(fā)壓力
Ｓ0———波紋管的有效面積
ＦＢＢ ———波紋管的膨脹力
Ｆｔ1 ———波紋管定位彈簧力
Ｆｔ2 ———動鐵芯回復(fù)彈簧力
Ｓ00 ———與波紋管接觸處閥桿的面積
Ｓ30 ———動鐵芯處閥桿面積
Ｆｚ———波紋管對閥桿頭部的作用力

Ｆｅ———動鐵芯的電磁力

由此方程可見, 電控閥的動作壓力與電磁力為線性關(guān)系 。

圖 ： 動作壓力與電流的控制特性曲線

根據(jù)德國汽車工業(yè)聯(lián)合會 (ＶＤＡ)有關(guān)外部控制壓縮機(jī)的標(biāo)準(zhǔn) ,此標(biāo)準(zhǔn)要求電控閥閥口動作壓力與電流的控制特性曲線, 它是由一系列的特征點組成的近似直線 ,可見此特性曲線要求動作壓力與電流基本成線性關(guān)系。根據(jù)式 (1)所表明的電控閥的動作壓力與電磁力為線性關(guān)系的特點 ,可以推斷只有當(dāng)電磁力與電流為線性或近似線性關(guān)系時 ,才能滿足 ＶＤＡ控制特性曲線的要求 。

Pos.	Regelventil Charakteristik / Control valve characteristik
2.1	Prüfmethode / Check methode
2.2	PWM                          脈沖平率 (Hz)		400±10
2.3	Spannung                            (V) voltage                         電壓 (V)		13,2
2.4	Umgebungstemp. KMV               (°C)  Ambient compr. temp.     環(huán)境溫度 (°C)		70
2.5	Werte / values
2.6	Regelstrom I  Control current I電流	mit Diode with diode帶2級管	(A)	0,09	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
		ohne Diode不帶2級管 without diode		0.26	0.42	0.52	0.61	0.68	0.75	0.81
2.7	pS (obere Toleranz) 上下限 pS (upper tolerance)		bar.abs	4,55	3.77	3.28	2.86	2,50	2.19	1.95
2.8	pS(nominal) pS(nominal)			4,45	3.55	3.04	2.60	2,25	1.92	- -
2.9	pS (untere Toleranz) pS (lower tolerance)			4,35	3.32	2.80	2.35	2.00	- -	- -