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摘 要：压缩机——是空调制冷系统的心脏，它是一种使制冷剂在系统内循环的动力源。本文主要对汽车空调压缩机的结构原理进行分析。
关键词：汽车空调；压缩机；结构原理
1 往复活塞式压缩机的工作原理
往复活塞式压缩机对制冷剂蒸气的抽吸和压缩作用是通过活塞在气缸内的往复运动来完成的，其活塞的上行和下行两个行程可分为四个过程，即压缩过程、排气过程、膨胀过程和吸气过程（图1）。
1.1 压缩过程。活塞处于最下端位置I-I（称为下止点），进、排气阀均关闭，气缸内充满吸气过程从蒸发器吸入的低压制冷剂蒸气。活塞从下止点上行时，气缸内的制冷剂蒸气被压缩，其压力和温度升高。当压力升至略高于排气管路中的压力时，排气阀就会自动打开而开始排出蒸气。
a）压缩开始；b）排气开始；c）膨胀开始；d）吸气开始
图1 往复式活塞式压缩机工作原理
1.2 排气过程。活塞上行到II-II位置时，排气阀已打开，气体压力不再升高。活塞继续上行，气缸内的制冷剂经排气阀不断地向排气管（冷凝器）输送，直到活塞运行至上止点。
1.3 膨胀过程。活塞处于最上端位置III-III（称为上止点）时，活塞顶部与阀座之间还存留有一部分高压制冷剂蒸气。当活塞从上止点下行时，排气阀关闭，气缸内残存的高压制冷剂蒸气压力下降，体积开始膨胀。当制冷剂蒸气压力降至略低于进气管压力时，吸气阀打开，制冷剂蒸气开始进入。
1.4 吸气过程。活塞下行至IV-IV位置时，吸气阀打开，活塞继续下行，进气管（蒸发器）中的制冷剂蒸气经吸气阀不断地被吸入气缸，直到活塞运行至下止点。活塞运行到下至点，吸气过程结束，然后活塞又开始上行，如此循环，从而实现对制冷剂的抽吸和压缩，使其在制冷系统管路中循环流动。
2 曲轴连杆式压缩机
曲轴连杆式压缩机主要由曲轴连杆、连杆、活塞、吸排气阀及机体等组成。曲轴连杆式压缩机结构与工作原理类似于四冲程发动机，曲轴在发动机驱动下转动时，通过连杆使活塞作往复运动。活塞上行完成压缩与排气过程，活塞下行时则完成膨胀与吸气过程。压缩机的吸气阀和排气阀为片阀。
当活塞下行，气缸内压力下降到略低于进气管内的压力时，吸气阀被打开，蒸发器中的制冷剂蒸气从吸气阀进入气缸；此时，排气管的压力使排气阀片紧贴于阀板，使排气阀处于关闭状态。当活塞上行时，气缸内压力回升而使吸气阀片紧贴于阀板，吸气阀处于关闭状态；当气缸内压力上升到略高于排气管内的压力时，排气阀被打开，气缸内的高压制冷剂蒸气从排气阀进入冷凝器。压缩机润滑与发动机有所不同，发动机既有压力润滑（通过机油泵泵油将具有一定体力的润滑油输送到各润滑工作表面），又有飞溅润滑（利用曲轴、连杆等运动件的运动，将润滑油甩到需润滑表面）。空调机大都不设机油泵，其润滑依靠飞溅润滑。
3 轴向活塞式压缩机
轴向活塞压缩机有轴向摆盘式和轴向斜盘式两种。
3.1 轴向摆盘式压缩机。轴向摆盘式压缩机也称轴向翘板式压缩机，其主要组成部件有：主轴、摆盘、活塞和缸体等。
3.2 轴向斜盘式压缩机。轴向斜席式压缩机也称斜板式压缩机，主要由主轴、斜盘活塞、阀板、前后气缸和气缸体等部件组成。斜盘在主轴的带动下转动，斜盘边缘的两侧通过钢球和钢球滑靴推动活塞沿轴线作往复运动。斜盘每转一圈，每个双向活塞在各自的气缸中完成一次压缩、排气、膨胀和吸气过程。
3.3 压缩过程
活塞从下止点向上运动，吸、排汽阀处于关闭状态，气体在密闭的气缸中被压缩，由于气缸容积逐渐缩小，则压力、温度逐渐升高直至气缸内气体压力与排气压力相等。压缩过程一般被看作是等熵过程。
3.4 排气过程
活塞继续向上移动，致使气缸内的气体压力大于排气压力，则排气阀开启，气缸内的气体在活塞的推动下等压排出气缸进入排气管道，直至活塞运动到上止点。此时由于排气阀弹簧力和阀片本身重力的作用，排气阀关闭排气结束。至此，压缩机完成了一个由吸气、压缩和排气三个过程组成的工作循环。此后，活塞又向下运动，重复上述三个过程，如此周而复始地进行循环。这就是活塞式制冷压缩机的理想工作过程与原理。（图3）
4 径向活塞式压缩机
径向活塞式压缩机也称辐射式压缩机，工作时，活塞沿驱动轴作径向往复运动。径向活塞式压缩机的主要组成部件有曲轴、滑块、活塞、机体及端盖等。径向活塞式压缩机通常有4个活塞，采用径向十字形排列。滑块与曲轴通过曲柄销连接，滑块空套在曲轴销上，曲轴转动时，滑块可随曲柄销作回转运动，但滑块自身不能转动。滑块在作回转运动时形成沿上、下、左、右四个方向的平移运动，可推动四个活塞在各自径向布置的气缸中作往复运动。径向活塞式压缩机其轴向尺寸小、平衡性好、振动小、结构紧凑、低速性能较好、可靠性高。
曲轴转动时，十字头滑块沿曲柄销的几何中心作回转运动。滑块上、下、左、右的平移过程中，推动四个方向的活塞沿径向作往复运动，完成吸气、压缩、排气工作过程。
参考文献
[1]李辛沫，耿爱农，何云信，耿葵花，王清.铰接叶片式汽车空调压缩机的结构和原理[J].流体机械，2001（3）.
[2]田明航，冯毅.一种新型压缩机结构设计与分析[J].现代制造工程，2012（2）.
[3]杨亚利.纯电动客车空调系统的優化设计[J].福建建设科技，2009（4）.
关键词：汽车空调；压缩机；结构原理
1 往复活塞式压缩机的工作原理
往复活塞式压缩机对制冷剂蒸气的抽吸和压缩作用是通过活塞在气缸内的往复运动来完成的，其活塞的上行和下行两个行程可分为四个过程，即压缩过程、排气过程、膨胀过程和吸气过程（图1）。
1.1 压缩过程。活塞处于最下端位置I-I（称为下止点），进、排气阀均关闭，气缸内充满吸气过程从蒸发器吸入的低压制冷剂蒸气。活塞从下止点上行时，气缸内的制冷剂蒸气被压缩，其压力和温度升高。当压力升至略高于排气管路中的压力时，排气阀就会自动打开而开始排出蒸气。
a）压缩开始；b）排气开始；c）膨胀开始；d）吸气开始
图1 往复式活塞式压缩机工作原理
1.2 排气过程。活塞上行到II-II位置时，排气阀已打开，气体压力不再升高。活塞继续上行，气缸内的制冷剂经排气阀不断地向排气管（冷凝器）输送，直到活塞运行至上止点。
1.3 膨胀过程。活塞处于最上端位置III-III（称为上止点）时，活塞顶部与阀座之间还存留有一部分高压制冷剂蒸气。当活塞从上止点下行时，排气阀关闭，气缸内残存的高压制冷剂蒸气压力下降，体积开始膨胀。当制冷剂蒸气压力降至略低于进气管压力时，吸气阀打开，制冷剂蒸气开始进入。
1.4 吸气过程。活塞下行至IV-IV位置时，吸气阀打开，活塞继续下行，进气管（蒸发器）中的制冷剂蒸气经吸气阀不断地被吸入气缸，直到活塞运行至下止点。活塞运行到下至点，吸气过程结束，然后活塞又开始上行，如此循环，从而实现对制冷剂的抽吸和压缩，使其在制冷系统管路中循环流动。
2 曲轴连杆式压缩机
曲轴连杆式压缩机主要由曲轴连杆、连杆、活塞、吸排气阀及机体等组成。曲轴连杆式压缩机结构与工作原理类似于四冲程发动机，曲轴在发动机驱动下转动时，通过连杆使活塞作往复运动。活塞上行完成压缩与排气过程，活塞下行时则完成膨胀与吸气过程。压缩机的吸气阀和排气阀为片阀。
当活塞下行，气缸内压力下降到略低于进气管内的压力时，吸气阀被打开，蒸发器中的制冷剂蒸气从吸气阀进入气缸；此时，排气管的压力使排气阀片紧贴于阀板，使排气阀处于关闭状态。当活塞上行时，气缸内压力回升而使吸气阀片紧贴于阀板，吸气阀处于关闭状态；当气缸内压力上升到略高于排气管内的压力时，排气阀被打开，气缸内的高压制冷剂蒸气从排气阀进入冷凝器。压缩机润滑与发动机有所不同，发动机既有压力润滑（通过机油泵泵油将具有一定体力的润滑油输送到各润滑工作表面），又有飞溅润滑（利用曲轴、连杆等运动件的运动，将润滑油甩到需润滑表面）。空调机大都不设机油泵，其润滑依靠飞溅润滑。
3 轴向活塞式压缩机
轴向活塞压缩机有轴向摆盘式和轴向斜盘式两种。
3.1 轴向摆盘式压缩机。轴向摆盘式压缩机也称轴向翘板式压缩机，其主要组成部件有：主轴、摆盘、活塞和缸体等。
3.2 轴向斜盘式压缩机。轴向斜席式压缩机也称斜板式压缩机，主要由主轴、斜盘活塞、阀板、前后气缸和气缸体等部件组成。斜盘在主轴的带动下转动，斜盘边缘的两侧通过钢球和钢球滑靴推动活塞沿轴线作往复运动。斜盘每转一圈，每个双向活塞在各自的气缸中完成一次压缩、排气、膨胀和吸气过程。
3.3 压缩过程
活塞从下止点向上运动，吸、排汽阀处于关闭状态，气体在密闭的气缸中被压缩，由于气缸容积逐渐缩小，则压力、温度逐渐升高直至气缸内气体压力与排气压力相等。压缩过程一般被看作是等熵过程。
3.4 排气过程
活塞继续向上移动，致使气缸内的气体压力大于排气压力，则排气阀开启，气缸内的气体在活塞的推动下等压排出气缸进入排气管道，直至活塞运动到上止点。此时由于排气阀弹簧力和阀片本身重力的作用，排气阀关闭排气结束。至此，压缩机完成了一个由吸气、压缩和排气三个过程组成的工作循环。此后，活塞又向下运动，重复上述三个过程，如此周而复始地进行循环。这就是活塞式制冷压缩机的理想工作过程与原理。（图3）
4 径向活塞式压缩机
径向活塞式压缩机也称辐射式压缩机，工作时，活塞沿驱动轴作径向往复运动。径向活塞式压缩机的主要组成部件有曲轴、滑块、活塞、机体及端盖等。径向活塞式压缩机通常有4个活塞，采用径向十字形排列。滑块与曲轴通过曲柄销连接，滑块空套在曲轴销上，曲轴转动时，滑块可随曲柄销作回转运动，但滑块自身不能转动。滑块在作回转运动时形成沿上、下、左、右四个方向的平移运动，可推动四个活塞在各自径向布置的气缸中作往复运动。径向活塞式压缩机其轴向尺寸小、平衡性好、振动小、结构紧凑、低速性能较好、可靠性高。
曲轴转动时，十字头滑块沿曲柄销的几何中心作回转运动。滑块上、下、左、右的平移过程中，推动四个方向的活塞沿径向作往复运动，完成吸气、压缩、排气工作过程。
参考文献
[1]李辛沫，耿爱农，何云信，耿葵花，王清.铰接叶片式汽车空调压缩机的结构和原理[J].流体机械，2001（3）.
[2]田明航，冯毅.一种新型压缩机结构设计与分析[J].现代制造工程，2012（2）.
[3]杨亚利.纯电动客车空调系统的優化设计[J].福建建设科技，2009（4）.