轎車空調(diào)壓縮機(jī)是由發(fā)動(dòng)機(jī)直連驅(qū)動(dòng)的，對(duì)于定排量壓縮機(jī)汽車空調(diào)系統(tǒng)，用蒸發(fā)器出風(fēng)溫度來(lái)控制壓縮機(jī)電磁離合器吸合或脫離，用間歇運(yùn)行來(lái)控制系統(tǒng)制冷能力和車內(nèi) 空調(diào)負(fù)荷相適應(yīng)。這種控制方式除了車內(nèi)空調(diào)溫度波動(dòng)大，系統(tǒng)的頻繁開(kāi)停的不可逆損失使系統(tǒng)能耗增加等缺點(diǎn)外，最大的一個(gè)問(wèn)題是壓縮機(jī)的周期性離合對(duì)汽車發(fā) 動(dòng)機(jī)引起的干擾，這種情況在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)容量較小時(shí)顯得更為突出。為了解決這個(gè)問(wèn)題，變排量壓縮機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。

空調(diào)壓縮機(jī)可變排量實(shí)現(xiàn)方式：

　　（1）旁通式：高壓側(cè)通過(guò)旁通閥向低壓側(cè)泄壓方式，這種變排量方式犧牲壓縮機(jī)功率，所以在汽車上不能采用；

　?。?）改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)排量可變，現(xiàn)在的家用空調(diào)采用變頻技術(shù)實(shí)際上即是變化壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)排量的變化。但是對(duì)于汽車來(lái)說(shuō)，壓縮機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，不可能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨空調(diào)壓縮機(jī)工作需要而改變。

　?。?）真正的壓縮機(jī)本身變排量，不關(guān)乎發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，而是依據(jù)空調(diào)的負(fù)荷自動(dòng)改變排量，調(diào)節(jié)制冷能力。應(yīng)用于汽車的可變排量壓縮機(jī)。

　　所謂的變排量壓縮機(jī)，結(jié)構(gòu)是基于傳紡的斜盤式或搖板式壓縮機(jī)，傳統(tǒng)的斜盤式或搖板式壓縮機(jī)中，斜盤或搖板的偏轉(zhuǎn)角度是固定不變的，即活塞的最大行程是固定的。而升級(jí)為可變排量壓縮機(jī)后，調(diào)節(jié)斜盤或搖板的角度，從而調(diào)節(jié)活塞的最大行程，改變壓縮機(jī)的排氣量。

　　相對(duì)于傳統(tǒng)的定排量壓縮機(jī)系統(tǒng)，需要有在壓縮機(jī)前端安裝電磁離合器控制壓縮機(jī)間歇工作，以調(diào)節(jié)制冷量?？勺兣爬韷嚎s機(jī)取消了電磁離合器，通過(guò)活塞行程的無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)制冷量。，車內(nèi)環(huán)境熱舒適性好，降低能耗！

三電可變排量壓縮機(jī)

　　可變排量壓縮機(jī)變排量的控制方式有兩種：一種是機(jī)械式可變排量，即在壓縮機(jī)內(nèi)部有調(diào)節(jié)閥，依據(jù)空調(diào)的管路壓力自適應(yīng)的改變壓縮機(jī)的排量；另一種是電控可變排量，在原機(jī)械調(diào)節(jié)閥的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)電磁調(diào)節(jié)閥，空調(diào)控制單元從蒸發(fā)器出風(fēng)溫度傳感器獲得信號(hào)，對(duì)壓縮機(jī)的功率進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。

可變排量壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)圖

　　注意三個(gè)壓力：一個(gè)是壓縮機(jī)的吸入低壓的制冷劑；另一個(gè)是壓縮機(jī)排出的高壓制冷劑；第三個(gè)是斜盤或搖板所在的曲軸箱的壓力；這個(gè)曲軸箱內(nèi)的壓力基本是大于或等于壓縮機(jī)的吸入壓力，而遠(yuǎn)小于壓縮機(jī)的排氣壓力。

　　控制閥用于調(diào)節(jié)曲軸箱內(nèi)的壓力，當(dāng)曲軸箱壓力等于壓縮機(jī)的吸氣壓力時(shí)，壓縮機(jī)處于最大排量；當(dāng)控制曲軸箱壓力高于吸氣壓力后，斜盤或搖板角度減小，壓縮機(jī)的排量減小。

可變排量壓縮機(jī)工作原理圖

　　控制閥由機(jī)械元件和電磁單元組成。機(jī)械元件按照低壓側(cè)的壓力關(guān)系借助于一個(gè)位于控制閥低壓區(qū)的壓力敏感元件來(lái)控制調(diào)節(jié)過(guò)程。電磁單元由操縱和顯示單元通過(guò)500 Hz的通斷頻率進(jìn)行控制。

　　電控可變排量壓縮機(jī)在無(wú)電流的狀態(tài)下，調(diào)節(jié)閥閥門開(kāi)啟，壓縮機(jī)的高壓腔和壓縮機(jī)曲軸箱相通，高壓腔的壓力和曲軸箱的壓力達(dá)到平衡。滿負(fù)荷時(shí)，閥門關(guān)閉，曲軸箱和高壓腔之間的通道被隔斷，曲軸箱的壓力下降，斜盤的傾斜角度加大直至排量達(dá)到100%；關(guān)掉空調(diào)或所需的制冷量較低時(shí)，閥門開(kāi)啟，曲軸箱和高壓腔之間的通道被打開(kāi)，斜盤的傾斜角度減小直至排量低于2%。當(dāng)系統(tǒng)的低壓較高時(shí)，真空膜盒被壓縮，閥門挺桿被松開(kāi)，繼續(xù)向下移動(dòng)，使得高壓腔和曲軸箱被進(jìn)一步隔離，從而使壓縮機(jī)達(dá)到100%的排量。當(dāng)系統(tǒng)的吸氣壓力特別低時(shí)，壓力元件被釋放，使挺桿的調(diào)節(jié)行程受到限制，這就意味著高壓腔和曲軸箱不再能完全被隔斷，從而使壓縮機(jī)的排量變小。

　　新結(jié)構(gòu)皮帶輪離合器,電控調(diào)節(jié)變排量壓縮機(jī)采用了新結(jié)構(gòu)皮帶輪。皮帶盤由皮帶輪和隨動(dòng)輪組成，通過(guò)一橡膠元件將皮帶輪和隨動(dòng)輪有力地連接起來(lái)。當(dāng)壓縮機(jī)因損壞而卡死時(shí)，隨動(dòng)輪和皮帶輪之間的橡膠元件的傳遞力急劇增大，皮帶輪在旋轉(zhuǎn)方向?qū)⑾鹉z元件擠壓到卡死的隨動(dòng)輪上，橡膠元件產(chǎn)生變形，對(duì)隨動(dòng)輪產(chǎn)生的壓力增大，隨動(dòng)輪隨之產(chǎn)生變形直至隨動(dòng)輪和皮帶輪之間脫離連接，從而避免了皮帶傳動(dòng)的損壞。

隨動(dòng)輪的變形量取決于橡膠元件溫度的高低，橡膠元件的彈性取決于結(jié)構(gòu)件的溫度。由于橡膠元件和隨動(dòng)輪的形變，避免了發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶傳動(dòng)的損壞，同時(shí)防止了諸如水泵和發(fā)電機(jī)的損壞，起到了動(dòng)力的過(guò)載保護(hù)的作用。

　　電控調(diào)節(jié)的變排量壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：壓縮機(jī)一直運(yùn)轉(zhuǎn)，無(wú)接合沖擊，提高了舒適性；通過(guò)調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的溫度使制冷量和熱負(fù)荷及能量消耗完美匹配，減少了再加熱過(guò)程，使出風(fēng)口的溫度、濕度恒定調(diào)節(jié)；由于排量可以降低到近0%，省去離合器的電磁線圈和減少皮帶輪質(zhì)量可使質(zhì)量減輕20%(約500～800g)；壓縮機(jī)的功率消耗下降，燃油消耗下降；新結(jié)構(gòu)的皮帶輪用于皮帶傳動(dòng)和空調(diào)壓縮機(jī)之間的力傳遞，消除了扭矩波動(dòng)并同時(shí)起到過(guò)載保護(hù)的作用。

1960年美國(guó)人P.B.Loomis申請(qǐng)了可變角度搖板的專利。二十多年后，美國(guó)GM公司Harrison散熱器部(現(xiàn)在的Delphi Automotive systems公司)于1983年研制成功了首臺(tái)無(wú)級(jí)變排量搖板式壓縮機(jī)----V5變排量壓縮機(jī)， 并于1985年8月在高級(jí)轎車上使用

　　它共有5個(gè)氣缸，是搖擺斜盤結(jié)構(gòu)，其中搖擺斜盤用雙向球形連桿與活塞連接，它的基本元件主要有軸和驅(qū)動(dòng)凸耳部件、滑動(dòng)軸套、旋轉(zhuǎn)軸頸、和將軸勁旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成活塞直線運(yùn)動(dòng)的搖板等。內(nèi)部控制閥在壓縮機(jī)的后蓋中，它主要由錐閥和球閥構(gòu)成；錐閥控制搖板箱與吸氣腔（波紋管室）之間的通道，球閥控制排氣腔與搖板箱之間的通道，錐閥和球閥通過(guò)閥桿建立聯(lián)系，從而使兩個(gè)閥的開(kāi)度呈互補(bǔ)關(guān)系；排氣壓力影響控制閥設(shè)定值的變化，承受著排氣壓力的升高，設(shè)定值降低；吸氣壓力與設(shè)定值比較,推動(dòng)控制閥桿運(yùn)動(dòng)，改變錐閥和球閥的開(kāi)度，進(jìn)而改變搖板箱與排氣腔間及其搖板箱與吸氣腔間的流通阻力從而改變搖板箱壓力與吸氣壓力之差；該壓力差推動(dòng)搖擺斜盤的傾斜角的變化，從而改變壓縮機(jī)制活塞行程，使壓縮機(jī)的排量改變?？梢?jiàn)V5變排量壓縮機(jī)根據(jù)車內(nèi)負(fù)荷變化改變空調(diào)系統(tǒng)的制冷量，改變了傳統(tǒng)的離合器啟閉壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)方式，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)平穩(wěn)連續(xù)運(yùn)行，不會(huì)引起汽車發(fā)動(dòng)機(jī)周期性的負(fù)荷變化。但是其空調(diào)系統(tǒng)仍保留了電磁離合器，在汽車空調(diào)系統(tǒng)停止使用時(shí)離合器脫離可以使壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣壓縮機(jī)為部分連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。V5變排量壓縮機(jī)的最大排量為156cm3，最小排量為10cm3，即最小排量可以降到最大排量的6%。

　　1985年日本Sanden公司開(kāi)始開(kāi)發(fā)搖板式變排量壓縮機(jī)<2>，圖3為該公司推出的SDV710變排量壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)，該壓縮機(jī)是以技術(shù)成熟的定排量壓縮機(jī)SD7系列為基礎(chǔ)根據(jù)變排量原理研制而成。與V5機(jī)型相比，簡(jiǎn)化了變搖板角度機(jī)構(gòu)和搖板防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，且內(nèi)部控制閥的結(jié)構(gòu)和控制原理也不同。排氣通過(guò)一個(gè)固定管徑的節(jié)流短管從排氣腔到搖板箱，從而改善了低排量情況下的控制閥的動(dòng)作反應(yīng)。內(nèi)部控制閥安裝在閥板的中心（見(jiàn)圖4），波紋管伸縮由搖板箱壓力控制，控制閥的開(kāi)關(guān)受波紋管（即搖板箱壓力Pc）、排氣壓力Pd、以及吸氣壓力Ps共同作用的控制。采用排氣壓力推桿可以調(diào)節(jié)波紋管閥的開(kāi)閥壓力，這樣可以補(bǔ)償大負(fù)荷時(shí)壓縮機(jī)吸入管道的壓力降增大引起的蒸發(fā)溫度增高，使蒸發(fā)溫度保持一個(gè)合適的溫度。SDV710變排量壓縮機(jī)最大排量161cm3，搖板角度可以從1.5°到24°，使排量從6%到100%變化。
另外，日本柴油機(jī)器公司等其他公司也生產(chǎn)變排量搖板式壓縮機(jī)。

　　日本電裝公司1983年研制成10P-V型兩級(jí)變?nèi)萘?0缸機(jī)，該壓縮機(jī)是各有相同的氣缸布置在斜板兩側(cè)，即為雙作用型式?？梢酝ㄟ^(guò)打開(kāi)后部氣缸的排氣閥，使排氣腔與吸氣腔相通，以此實(shí)現(xiàn)50%的氣缸卸載。該機(jī)可實(shí)現(xiàn)50%載荷下起動(dòng)，并可在高速下節(jié)能30%<3>。1983年8月以后開(kāi)始用在Toyota轎車上。

　　denso公司開(kāi)發(fā)了７ＳＢ１６斜板式變排量壓縮機(jī)，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖５<4>。這種壓縮機(jī)只在一側(cè)布置氣缸，為單作用型式。在主軸上裝有回轉(zhuǎn)斜板，當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，斜板回轉(zhuǎn)，通過(guò)滑盤推動(dòng)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。變排量原理同搖板式變排量壓縮機(jī)，即仍是利用斜板箱壓力與吸氣壓力之差推動(dòng)斜板的傾斜角的變化，從而改變壓縮機(jī)的活塞行程，使壓縮機(jī)的排量改變。內(nèi)部控制閥結(jié)構(gòu)與V5變排量壓縮機(jī)類似。

可變排量壓縮機(jī)最新進(jìn)展

　　 CVC壓縮機(jī)

　　CVC（Compact Variable Compressors）壓縮機(jī)是近兩年Delphi Automotive systems公司推出的新一代變排量壓縮機(jī)，現(xiàn)在法國(guó)、匈牙利、日本、美國(guó)和巴西均有廠家生產(chǎn)，使用用戶有Opel、Nissan、BMW、Volkswagen、Renault等。

圖6為CVC斜板式變排量壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)。這種壓縮機(jī)也是單作用型式，變排量原理同搖板式變排量壓縮機(jī)，內(nèi)部控制閥結(jié)構(gòu)與V5變排量壓縮機(jī)類似。該壓縮機(jī)采用斜板機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，優(yōu)化了吸排氣口布置，采用了低噪音離合器，降低了振動(dòng)和噪聲。由于壓縮機(jī)性能和控制得到改善，使得CVC壓縮機(jī)使用轉(zhuǎn)速比原變排量壓縮機(jī)提高了15%，連續(xù)最大轉(zhuǎn)速為8000r/min，短時(shí)最大轉(zhuǎn)速可達(dá)9200r/min。該機(jī)型結(jié)構(gòu)緊湊，具有目前最高的壓縮機(jī)單位質(zhì)量和單位體積排氣量，對(duì)于越來(lái)越緊湊化汽車的用戶提供了較大的使用可能性。據(jù)稱Delphi Automotive systems公司近幾年要在美國(guó)用CVC壓縮機(jī)來(lái)替代V5、V6、V7搖板式變排量壓縮機(jī)。

　　CVC斜板式變排量壓縮機(jī)目前共有4個(gè)規(guī)格：CVC125、CVC135、CVC165和CVC185，其中VCV125和CVC135是6缸機(jī)CVC165和CVC185是7缸機(jī)，最小排量可達(dá)7cm3

　　外部控制變排量壓縮機(jī)

　　世界首臺(tái)外部控制變排量壓縮機(jī)6SE12于1999年在Denso公司產(chǎn)生<4>。6SE12壓縮機(jī)基于傳統(tǒng)的內(nèi)部控制斜板式變排量壓縮機(jī)7SB16，為單作用斜板式壓縮機(jī)（見(jiàn)圖7）。它采用外部控制閥（見(jiàn)圖8），由外部電信號(hào)來(lái)控制壓縮機(jī)的排量。內(nèi)部控制變排量壓縮機(jī)用內(nèi)部控制閥使吸氣壓力保持在一個(gè)較低的恒定溫度（一般保持蒸發(fā)溫度為0℃），往往用再熱方式提高送風(fēng)溫度來(lái)保持車內(nèi)的舒適性。而外部控制變排量壓縮機(jī)汽車空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、車內(nèi)溫度、送風(fēng)溫度、送風(fēng)風(fēng)流以及空調(diào)模式設(shè)定等參數(shù)由汽車的控制板或者計(jì)算機(jī)來(lái)確定控制信號(hào)，再由外部（電磁）控制閥來(lái)控制壓縮機(jī)合適的排量（見(jiàn)圖9），這樣可以根據(jù)當(dāng)時(shí)的冷負(fù)荷情況確定一個(gè)合適的吸氣壓力，不需要再熱，因此達(dá)到節(jié)能的目的。

　　該機(jī)型可以使排量最小變化到零，所以不需要電磁離合器對(duì)系統(tǒng)開(kāi)啟和停止，因此采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的新型阻尼限幅皮帶輪取代原來(lái)的電磁離合器皮帶輪（圖7），去掉了原來(lái)的電磁線圈，減輕了壓縮機(jī)重量。但是這樣不論汽車空調(diào)系統(tǒng)是開(kāi)還是關(guān)，壓縮機(jī)一直隨發(fā)動(dòng)機(jī)一起運(yùn)轉(zhuǎn)，為全部連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。針對(duì)這種情況，該壓縮機(jī)在軸封結(jié)構(gòu)和材料上進(jìn)行了改進(jìn)，使得該壓縮機(jī)全部連續(xù)運(yùn)行時(shí)軸封使用壽命和傳統(tǒng)變排量壓縮機(jī)部分連續(xù)運(yùn)行時(shí)使用壽命相同。