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汽車空調論文|奧德賽轎車空調系統壓縮機油回油技術研究
[摘要] 通過對奧德賽轎車雙蒸發器空調系統的壓縮機回油問題的試驗研究，全面掌握該車型從總裝到使用中的壓縮機油在系統內的循環情況，對三種極限狀態下的工況進行了分析，找到了具體的解決方案，并對同類車型的壓縮機油循環問題的解決提供了一種思路。關鍵詞：雙蒸發器 空調系統 機油循環率 回油控制
1 前言
目前，轎車空調系統中普遍使用的是單蒸發器空調系統，隨著市場對更大的駕乘空間和更多的乘員座位的轎車需求量逐漸增加，消費者對轎車舒適性的要求也不斷提高。雙蒸發器空調系統在多功能商務車（MPV - Multi Passenger Vehicle）中的應用越來越廣泛。廣州本田奧德賽轎車就是采用前后布置的雙蒸發器空調系統實現對車廂內部的整體空氣調節的。由于這種前后布置的雙蒸發器空調系統的固有特性，會對壓縮機油的回油問題造成一定的影響，因此，我們對奧德賽車型空調系統的壓縮機回油問題進行了比較全面的研究。
2 空調系統中壓縮機油循環率的設定
汽車空調系統中壓縮機油的正常循環，是保障壓縮機工作可靠性和耐久性的重要因素之一。對于定排量斜盤式壓縮機，在外界氣溫20℃，壓縮機轉速為1000r/min,無壓縮機油的條件下，壓縮機達到鎖死的時間為15s,部位為斜盤與滑履摩擦副或活塞和氣缸摩擦副，并最終會導致離合器燒毀。
為保證壓縮機的品質而規定的系統壓縮機油的封入量，是在考慮到壓縮機的耐久性的條件下，確保一定的油循環率而設定的量。只有保證空調系統中一定的機油循環率，才能保證壓縮機的正常運轉，使壓縮機不會因為潤滑不良而發生磨損甚至鎖死等現象。
在同一空調系統中，壓縮機油循環率可由以下公式求出：
需要指出的是：由于壓縮機油是溶入制冷劑中，與制冷劑一起在空調系統中進行循環的。對壓縮機而言，一定范圍內，壓縮機油量越多潤滑性能越好；但對空調系統而言，壓縮機油的存在反而導致制冷能力下降。因此，在設定壓縮機的機油封入量時，一定要兼顧雙方的要求，通常取值在2.9%——6%之間。
3 奧德賽轎車空調系統的壓縮機油循環問題
3.1 奧德賽轎車的雙蒸發器結構
廣州本田奧德賽轎車采用的是前后布置的雙蒸發器空調系統，而且前后空調的溫度控制系統是相對獨立的。結構簡圖如圖1 所示。壓縮機型號為DENSO-10S20C,壓縮機油型號為ND-OIL8.其特點是后蒸發器布置在車廂后側，制冷劑循環回路較長。
圖1 雙蒸發器空調系統簡圖
1— 壓縮機 2— 感溫包 3— 感溫包 4— 后蒸發器 5— 后鼓風機
6— 膨脹閥 7— 前蒸發器 8— 膨脹閥 9— 前鼓風機10— 儲液干器 11— 冷凝器 12— 冷凝風扇
3.2 問題的提出
由于奧德賽車型空調系統的特點，經過研究分析，結果顯示系統會在以下幾個空調系統運行的極限工況下，產生壓縮機缺油失效的情況：
�。�1）整車總裝完成，空調開（A/C ON），壓縮機磨合工況。
�。�2）冷車起動，空調開（A/C ON）工況。
�。�3）前空調開（A/C ON）而后空調關（A/C OFF），長時間持續運行工況。
3.3 問題的分析及解決方案
3.3.1 對于工況（1）
在整車總裝完成時，產品車隨即會進入檢測線，對燈光、空調、剎車側滑、排放等一系列指標進行在線檢測。由于壓縮機油是加注在壓縮機內部，尚未溶解在剛剛加注到系統內部的制冷劑里面。而且根據后蒸發器的布置特點，制冷劑的循環回路較長。此時若是不經過壓縮機的磨合程序，讓壓縮機油與制冷劑充分混合，直接進入剎車側滑、排放指標等發動機高轉速工序，則會造成壓縮機缺油并導致壓縮機早期磨損。
根據試驗數據的我們得出ND-OIL8 壓縮機油的循環率-溫度曲線（圖2），圖中顯示在外界氣溫越低的情況下，壓縮機油的循環率越低。特別是在冬天，尤其需要保證壓縮機的磨合程序。因此，我們對在整車終檢前增加了一道工序，即在前后空調開啟，發動機轉速不大于1500r/min 的工況下，進行2min 的壓縮機磨合。以保證壓縮機油在制冷劑中充分溶解和循環。
圖2 壓縮機油的循環率— 溫度曲線
3.3.2 對于工況（2）
冷車起動時，由于壓縮機油存在一定的析出，并在系統中位置較低處的積存。因此，我們需要采取試驗的方式，對這一工況下的機油循環情況進行考察。在外界氣溫20——22℃，利用在吸氣管中串聯的干凈玻管進行觀察。在發動機怠速、前后空調開，前后鼓風機風量最大的狀態下，壓縮機的回油時間為12——13s;而在發動機轉速3000 r/min、前后空調開的狀態下，壓縮機的回油時間為6——7s.對比DENSO-10S20C 壓縮機的缺油鎖死耐久性能指標，在怠速時，大于等于60s;在發動機轉速3000 rpm 時，大于等于10s.因此，在這一工況下，壓縮機不會產生缺油磨損和鎖死問題。
3.3.3 對于工況（3）
這種工況是在實際使用中出現的情況較多，即當前空調開（A/C ON）而后空調關（A/C OFF）的情況持續較長時間。這時，由于后鼓風機停止工作，后蒸發器溫度升高，蒸發壓力減低。這種狀態導致制冷劑在蒸發器內蒸發后，壓縮機油較易以液態的形式逐漸積存在后蒸發器和吸氣管內部（見圖1 陰影部分）。這時的壓縮機油循環率— 時間曲線如圖3 所示，經長時間運轉，就會引起壓縮機缺油，最終發生磨損或鎖死損壞。
圖3 壓縮機油循環率-時間曲線
�。o回油控制）
廣州本田奧德賽車型在設計時為具體解決這一問題，采用了通過空調控制面板芯片的程序設定，使空調系統在較長時間的前空調開、后空調關的情況工作后，壓縮機瞬停、瞬開，反復數次的方法，迫使在后蒸發器回路中積存的壓縮機油在負壓的作用下返回壓縮機，從而保證了壓縮機的良好潤滑。而且通過這種方式，還可以保持乘員對后空調的設定不變，滿足乘員特定的舒適性要求。
通過試驗，我們驗證了這一功能。我們通過采用可變電阻模擬溫度傳感器的熱敏電阻的阻值，使得空調系統能夠連續工作�？照{系統在前空調開、后空調關的狀態下工作，在達到45 分鐘時，壓縮機連續出現5 個循環的5s 停、11s 開時的動作，此時壓縮機油循環率— 時間曲線如圖4 所示。顯示回油控制程序發揮作用，使壓縮機的機油循環率回到一個較高的值。
圖4 壓縮機油循環率-時間曲線
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4 結束語
我們通過對廣州本田奧德賽車型空調系統內壓縮機油循環問題所進行的全面試驗的研究，掌握了該車型在各個工況下的壓縮機油的循環狀態和控制技術。由于奧德賽車型的雙蒸發器空調系統在多功能商務車中具有一定的代表性，因此全面掌握這種車型的雙蒸發器空調系統的固有特性，會對這類車型在質量保證措施和設計方案提供一些有益的借鑒。
參考文獻
1 王運朋。 實用汽車空調技術[ M ]. 廣東科技出版社，1995,2
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3 李天立。 小型制冷設備與維修[ M ]. 上海交通大學出版社，1998,9
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