别克V5变排量压缩机结构原理探析.doc

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1、别克改变摇板倾斜的角度,摇板倾斜的角度越大,活塞的运动行程就越长,汽缸 的工作容积就越大,排气压力也就越 高;反之,摇板倾斜的角度越小,必须 大于 90(和轴线相对测量)。如果 是 90,那么活塞就没有了往复直线 运动,汽缸的排量也就成了零,活塞的 运动行程也就越短,汽缸的工作容积 也就越小,排气压力也就越低。二、变排量执行机构的工作过程由图2我们可以看出,压缩机轴V5 变排量压缩机结构原理探析山东/殷传亮随着汽车变排量压缩机的装车数量日趋增多,变排量压缩机的故障也 随之增加。本文以别克V5变排量压 缩机为例,在进行实际拆装过程中结 合实图及平时我们积累的理论知识, 使我们对变排量压缩机的原理

2、分析不 只是建立在凭空的理论想象上,而是 实物与理论相结合,使我们能更直接 更方便的去了解变排量压缩机的内部 结构。因该压缩机的原理参考文献较 少,很多内部元件的名称,可能跟各 种维修资料上有些出入,但这并不 影响我们分析其内部的结构原理。本 文主要由以下三部分内容组成:第一 部分是实物拆卸的照片,照片上有名 称标注,原理分析时可参照照片上的 标语,如图1和表所示。第二部分是 压缩机变排量执行机构的原理,主要 对摇板、轴颈、滑动轴套、导销、导 球、滑动接头等元件之间的运动关系 进行说明。第三部分是压缩机变排量 的控制阀的工作过程及原理介绍。最 后是实际上我们所遇到的一些常见问 题。但愿此文能给

3、广大的维修一线的 同行在实际的工作中有所帮助。本文 中有分析不到位的地方还请各位老师 给予批评和指导。一、汽车变排量压缩机的工作过程变排量压缩机相对于定排量压 缩机工作平稳,因排量可以无级调节, 可以使电磁离合器一直吸合,而不会 像定排量压缩机那样时吸时断,使发 动机运行更加平稳,同时也降低了油 耗。其工作原理主要是由空调系统的 低压压力去控制调节阀,然后调节阀再去调节压缩机的排气压力和摇板箱压力的差值,利用活塞上下之压差来bacdgfihekljqmopnrutsv图1 变排量压缩机零件分解图力)使摇板向活塞方向发生倾斜,角度趋向于90(相对于轴线),此时 活塞的行程减少,同时也减小了汽缸

4、排量。从而使排气压力下降,使系统 进入了最低的制冷状态。由此可以看 出,摇板的倾斜角度的变化而引起压 缩机排量的变化,而摇板箱的压力则 是控制摇板倾斜的决定性因素,摇板 箱的压力如何控制,下面由调节阀的 工作过程即知道其控制方法和原理。三、变排量调节阀的工作过程调节阀的核心部件是一个波纹 管。调节阀的外形和内部构造如图4 所示。波纹管的工作特性是:当外界 气压大于自身张力的临界点时,波纹 管便收缩变短,调节阀正是利用了波 纹管的这一特性,用它来推动针阀和 球阀,用以打开或关闭各控制通路, 从而改变摇板箱内的压力,来改变压 缩机排量。调节阀的内部由以下元件 组成:波纹管、针阀、针阀回位弹 簧、球

5、阀、球阀回位弹簧、橡胶密封 圈及4个通路进出口。控制阀在静态 其外界大气压时(相当于把控制阀拆 下检测)其通路A和通路B相通,也 就是说此时的波纹管没有受到压力。 自身长度处于最长状态,此时波纹管 向上顶针阀,针阀又向上顶球阀,这 时A与B通路打开,而C与D通路断开(控制阀控制图如图5所示)。 当空调系统需要最大排量时的工作过程:打开空调后如果车内温度很 高,膨胀阀的开度就会很大,此时低 压压力也会变大,调节阀上的通路D 的压力也就越高。当此压力高于波纹 管的临界压力时,波纹管便收缩,此 时针阀在针阀回位弹簧的弹力下向波 纹管方向移动打开通路C和D,使摇 板箱内的压力和压缩机的吸气压力基 本一

6、致,而针阀在打开通路C和D的 同时,球阀也在球阀回位弹簧的作用 下向波纹管方向移动。把通路A和B 隔开。此时控制通路的走向为:压缩 机吸气腔压力后盖上的调节阀通路压缩机名称功能说明注:有些部件名称由本人自定,具体实物可以参照维修手册的详细注解,以上命名仅供参考。上有轴驱动耳、阀控制通路,轴的后半部中心是空心的,可以从图3的注箭头处看到。驱动耳和轴是一体 的,驱动耳上有一腰形槽,滑动接头 可以沿腰形槽内轨道进行滑动,它可 以使每个活塞在不同的摇板角度都能 有一个恒定的上止点。而滑动接头以 紧配合的形式和轴颈相连,这样轴颈 就通过滑动接头和轴驱动耳相连接, 而轴颈内径通过轴颈插销和滑动轴套 相连接

7、,轴颈可沿轴颈插销的圆周方 向相对于滑动轴套发生偏转。因滑动 轴套是套在轴上的,只能沿轴的轴线 方向来向移动,所以轴颈相对于滑动 轴套的倾斜也就变成了轴颈相对于轴 的轴向倾斜。当轴旋转时通过轴驱动 耳和滑动接头带动轴颈一起旋转,轴 颈通过推力轴承和摇板相接触,轴及 轴颈旋转时推力轴承跟着一起旋转,为了防止摇板随轴颈旋转,在缸体上安装了导销,导销通过导球和摇 板相连。摇板只能沿导销的轴向方向 来回倾斜滑动。当摇板箱内的压力和 压缩机的吸气压力相持平时,活塞上 部的压力大,而活塞背部的压力小。 两处的压力差使摇板和轴颈向活塞背 部移动,移动的过程中,摇板沿导销 移动,轴套沿轴线方向移动,轴颈沿 轴

8、颈插销的圆周方向发生偏转,滑动 接头沿腰形槽的轨道进行移动。通过 以上合力使摇板慢慢的发生倾斜,同 时增加了活塞的运动行程。也就相当 于增加了压缩机的排量,使排气压力 升高,增强了系统的制冷能力。当控 制阀控制摇板箱内的压力和压缩机的 排气压力趋于一致时,因活塞上部和 背部的压力趋于一致,回位弹簧和摇 板箱的压力(其实是压缩机的吸气吸44汽车维修技师2012年第12期编号名称功能1吸盘电磁离合器通电时负责连接带轮和压缩机轴一起运转2带轮发动机通过皮带经带轮给压缩机提供动力3电磁离合器通电时产生吸力,使吸盘和带轮吸合4前盖固定轴、电磁离合器、带轮、吸盘和缸体5缸体产生高压气体固定导销6导球连接导

9、销和摇板,可使摇板沿导销轴向滑动7滑动接头连接轴驱动耳和轴颈可使摇板沿腰形槽轨道倾斜8轴驱动摇板,动力输入9弹簧摇板回位作用10轴颈通过滑动接头和轴相连,改变压缩机排量和传递动力11滑动轴套通过轴颈插销和轴颈相连,可沿轴向滑动12卡簧固定带轮13卡簧、固定垫固定摇板和推力轴承及轴颈,使三者结合为一体14调节阀调节摇板箱内的压力,改变压缩机排量15缸盖螺丝使前盖、缸体、后盖、阀板结合为一体16推力轴承轴和前端盖内外接合、轴和缸体接合处17推力轴承轴颈和摇板结合处传递18阀 板 ( 排 气阀总成)上有排气阀片及调节阀通路19进气阀片对进气门有调节阀通路作用20缸垫密封进排气室有调节阀通路作用21摇

10、板总成上有连杆活塞,通过导球和导销改变活塞行程22后盖上有调节阀及调节阀通路aabfbcdklhfeedgc最大排量状态ekjihgjfilh最小排量状态aD调节阀通路C后盖上的调节阀通路C阀板、缸垫、进气阀片(如 图6、图7所示)上的通路C轴上的 调节阀通路C摇板箱。随着车内温度的下降,膨胀阀 的开度逐渐缩小,压缩机的吸气压力 逐渐降低。当低压压力低于200kPa以 下的某设计点时,此时的压力小于波 纹管的临界压力,波纹管伸长,压缩 针阀,针阀压缩针阀回位弹簧使通路C和D断开。在C和D断开的同时,针阀向上顶球阀,此时打开通路A与 B。此时的控制通路走向为:压缩机 排气腔压力调节阀通路A调节阀

11、 通路B后盖上的调节阀通路B阀 板、缸垫、进气阀片上的调节阀通路 B缸体上的通路B摇板箱。此时 压缩机的排气压力经调节阀进入摇板 箱,使摇板箱内的压力逐渐增大,慢 慢的推动摇板,摇板发生倾斜,摇板fbe dc45汽车维修技师2012 年第12期1. 阀体实物 2. 波纹管 3. 针阀 4. 针阀回位弹簧5. 球阀 6. 球阀回位弹簧图4 调节阀及分解图1. 轴 2. 轴驱动耳 3. 腰形槽 4. 阀控制通路(润滑油道)C 5. 轴颈 6. 推力轴承门 7. 导销 8. 摇板 9. 滑动接 头 10. 活塞 11. 轴颈插销 12. 滑动轴套图2 压缩机内部结构1. 缸体上的调节阀通路 B 2.

12、 轴承上的调节阀通路 C3. 后盖上的调节阀通路 A 4. 后盖上的调节阀通路 B5. 后盖上的调节阀通路 C 6. 后盖上的调节阀通路 D7. 调节阀通路 A 8. 调节阀通路 B 9. 调节阀通路 C10. 调节阀通路 D 11. 吸气室 12. 排气室图3 调节通路说明的角度趋向于90。从而使排气压力逐渐下降,此时变为系统最小制冷状 态。以上分析只是理论上取两个极端 的控制压力作比较最大排量和最 小排量之间的理论比较,实际工作中的 控制并非如此。比如说,一台正常充满 R134a 制冷剂的空调系统的工作过程, 首先当车辆不开启空调时,此时系统内 的压力大约在 500600kPa(此压力值

13、随外界温度的变化而变化,此数据仅供 参考),那么摇板箱内的压力也应该在500600kPa 之间,如果此时开启空调,在 空调压缩机刚开始工作的时候应该是 在最小排量开始运行。压缩机的排气 压力逐渐升高,因摇板箱内的压力大于 波纹管的临界压力,所以此时的控制阀 的A 与B 通道是断开的,而C 与D 通 道是相通的,遥板箱内的制冷剂逐渐被 压缩机的吸气室吸走。此时的摇板箱 压力也在逐渐降低,而排气压力却在逐 渐上升,此时摇板箱内的压力和排气压 力之间的差距被逐渐拉开,摇板逐渐倾 斜于最大的排量。实际的各种运行工 况可参照系统的工作原理进行分析,定 排量压缩机的维修标准数据已经不适 用于变排量压缩机。

14、比如说定排量压 缩机加注 R134a 制冷剂的多少能从高 低压表的读数上看出来,而变排量压缩 机则比较麻烦。我们常使用的一种检 测方法就是最大负荷法,我们知道,当 车内温度很高时压缩机的排量会逐渐 增加,最后到达最大排量,此时的压缩 机就相当于一个定排量压缩机。当压 缩机工作在这一工况时,我们就能从压 力表的读数上看出系统制冷剂的充注 量是否合适。每个车系的 R134a 制冷 剂的充注量都是有规定的,如果是重新 加注制冷剂只需按标准重量加注即可。 如果是中间添加则需要按照最大负荷 法去检测(具体的室内温度和外界温度 和系统压力之间的函数关系表各维修 手册均能查到,此处不再叙述)。空调需要低或最小排量摇板(减小或最小角度)空调需要最大排量枢轴控制阀摇板(最大角度)图5控制阀工作原理结构图cdadacbcbdfe图6阀板46汽车维修技师2012年第12期1. 缸垫实图 2. 进气阀片实图 3. 缸垫上的调节阀通路 C 4. 缸垫上的调节阀通路 B 5. 进气阀片上的调节阀 通路 C 6. 进气阀片上的调节阀通路 B图7 缸垫、进气阀片1. 阀板正面实图 2. 阀板反面实图 3. 阀板上的调节阀 通路 B 4. 阀板上的调节阀通路 C

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