一种汽车空调压缩机的效率优化方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车空调压缩机的效率优化方法，以优化汽车空调压缩机的效率。实验测量汽车空调压缩机的扭矩、转速、压缩腔压力以及排气口压力，以扭矩、转速表征汽车空调压缩机的输入功率，以压缩腔压力表征汽车空调压缩机的输出功率，并用压缩腔压力和排气口压力的压力差值表征汽车空调压缩机输出功率的损失；分别在稳态转速条件、加速减速条件、离合器启动吸合条件下，对汽车空调压缩机的扭矩、压缩腔压力、排气口压力进行时域分析、频域分析，通过调整排气口气阀弹力、振动扭矩变化值、离合器启动吸合时扭矩峰值的方式，对汽车空调压缩机的效率进行优化。

A method of efficiency optimization for automobile air conditioning compressor

【技术实现步骤摘要】
一种汽车空调压缩机的效率优化方法
本专利技术涉及空调压缩机
，特别是涉及一种汽车空调压缩机的效率优化方法。
技术介绍
汽车空调压缩机作为汽车空调系统中核心部件，其功耗的测试一直局限在台架测试的静态/稳态的应用背景下，但是对于评价实车使用条件下的动态能耗测试却一直空白。就其原因有以下几点：1)滑片式压缩机作为空调系统的核心零部件，具有重量轻(约12kg)，尺寸小巧(约长20cm，直径12cm)，结构紧凑的结构特点，被广泛应用于汽车工业中，然而，压缩机工作过程中存在高压(0～4MPa)、高温(20～200℃左右)、高转速(约1000～10000r/min)、交变运行条件、动态激励源多等特点，致使汽车空调压缩机功耗测试也较为困难，实车测试扭矩则更加困难，致使在不同使用工况下影响压缩机功耗的动态参数不能被清晰准确的测量出来。2)现有做法大多采用台架扭矩转速等参数的测量标定测试来等效换算处理实车条件下压缩机功耗指标，误差大，特别对于变工况的动态扭矩没办法进行有效的估算和模拟等效，不能直接测量压缩机使用功耗。3)现有一种压缩机扭振的测量方法，《旋叶式小型压缩机转子扭转振动测试装置及测试方法》，申请号为2010101028345，通过在旋叶式压缩机转轴上贴装应变片进行封装测量装置进行测量，有几点缺点：---该专利需要破环压缩机现有转体结构，对扭矩传递有影响。---操作难度繁琐，安装应变片的技能要求高。---应变片贴装式测量无法满足通用化的要求，只能用于某种机型某个样件的定制式测试。4)对于压缩机的效率设计优化来说，也需要分析动态的扭矩变化与压缩机工作机理的对应关系，才能准确通过解析功耗特征，减低功耗，提升压缩机工作效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种汽车空调压缩机的效率优化方法，以优化汽车空调压缩机的效率。本专利技术的目的是这样实现的：一种汽车空调压缩机的效率优化方法，实验测量汽车空调压缩机的扭矩、转速、压缩腔压力以及排气口压力，以扭矩、转速表征汽车空调压缩机的输入功率，以压缩腔压力表征汽车空调压缩机的输出功率，并用压缩腔压力和排气口压力的压力差值表征汽车空调压缩机输出功率的损失；分别在稳态转速条件、加速减速条件、离合器启动吸合条件下，对汽车空调压缩机的扭矩、压缩腔压力、排气口压力进行时域分析、频域分析，通过调整排气口气阀弹力、振动扭矩变化值、离合器启动吸合时扭矩峰值的方式，对汽车空调压缩机的效率进行优化。优选地，稳态转速条件下，在时域分析、频域分析曲线中，对比分析汽车空调压缩机的压力差值、扭矩峰值，判断汽车空调压缩机的过压缩情况，再通过调整排气口气阀和/或压缩机工作过程，使扭矩峰值的平缓降低，减少或消除过压缩影响，提高汽车空调压缩机的效率；加速减速条件下，在时域分析、频域分析曲线中，对比分析振动扭矩的幅值、过压缩情况，再通过调整振动扭矩的幅值，减少或消除过压缩影响，提高汽车空调压缩机的效率；离合器启动吸合条件时，在时域分析、频域分析曲线中，对比分析离合器启动吸合时扭矩峰值、压缩机建立压力差值所需时间，再通过调整离合器吸合时扭矩峰值，减少离合器启动吸合时摩擦片的热损耗，提高汽车空调压缩机的效率。优选地，对汽车空调压缩机的效率进行优化后，再实验验证优化效果，如果有优化效果，则再次对汽车空调压缩机的效率进行优化；如果没有优化效果，则试验分析优化过程中各调整方式之间相关性，再据此进一步对汽车空调压缩机的效率进行优化。优选地，通过扭矩测量装置实验测量汽车空调压缩机的扭矩，所述扭矩测量装置包括压缩机，所述压缩机的转轴端部安装有衔铁，所述衔铁的内侧端安装有摩擦片，所述压缩机的头盖壳体上设有离合带轮，所述离合带轮内安装有电磁线圈，电磁线圈用于与衔铁、摩擦片配合传递/断开动力，还包括扭矩测量传感器，所述扭矩测量传感器由第一感应部、第二感应部组成，所述第一感应部安装在衔铁的外侧端上，所述第二感应部对应安装在第一感应部径向的一侧，与第一感应部呈非接触式安装。优选地，所述第一感应部呈环形，且沿衔铁轴心线周向设置，所述第二感应部呈弧形，且位于第一感应部的外侧，通过单独的支架安装。优选地，所述衔铁上沿轴向成型有环形凸起，所述第一感应部固定在该环形凸起上。优选地，分别在汽车空调压缩机的压缩腔、排气口出安装动态压力传感器，以测量压缩腔压力以及排气口压力。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术方法对压缩机工作的关键参量进行直接测量，其表征压缩机的工作过程功耗变化也最为直接，可以直接对应压缩机的功能结构的部件效能，更能起到直接的功耗优化的作用，提升压缩机工作效率。本专利技术创新于在汽车严酷使用环境下专利技术的压缩机功耗优化方法，技术实现上更具复杂性和挑战性。对于规模化的汽车空调压缩机产品来说，此优化方法的专利技术减少汽车空调压缩机乃至整车的油耗，既能提高产品市场竞争力，又有着巨大的社会和经济价值。扭矩测量装置实现对压缩机实时扭矩的测量，并可实现测扭装置在不同规格旋叶式压缩机快速换装。实现旋叶式压缩机在实车使用状态下的扭矩实时动态监控，以及，实现能耗的组成因素的解析和评估。附图说明图1a为本专利技术的结构示意图；图1b为图1a的A-A剖视示意图；图2为动态压力传感器的安全位置示意图；图3为本专利技术的流程图；图4a为扭矩时域分析曲线；图4b为扭矩频域分析曲线；图5为加减速过程800～4000r/min下的扭矩频域云图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明，附图中，1为第一感应部，2为第二感应部，3为皮带轮，4为外衔铁部，5为内衔铁部，6为联轴体，7为摩擦片，8为弹簧片，9为第一螺钉，10为第二螺钉，11为压缩腔，12为排气口。参见图3，一种汽车空调压缩机的效率优化方法，实验测量汽车空调压缩机的扭矩、转速、压缩腔压力以及排气口压力，以扭矩、转速表征汽车空调压缩机的输入功率，以压缩腔压力表征汽车空调压缩机的输出功率，并用压缩腔压力和排气口压力的压力差值表征汽车空调压缩机输出功率的其中部分损失；压缩腔压力做功的公式为：W＝pVP＝dW/dθ＝pdV/dθ由于θ＝ωl因此dV/dθ定义为于压缩机转速ω有关的函数表达式，如果转速一定情况下，则dV/dθ就为定值。P＝pdV/dθ就可以表示为输出功率。W为压缩机气体力膨胀和压缩做功量，P为压缩机气体力膨胀和压缩功耗，θ为压缩机转子旋转的转角，ω为压缩机转子旋转的转角速度，V为压缩机转动的气体体积。参见图1a、图1b，通过扭矩测量装置实验测量汽车空调压缩机的扭矩，所述扭矩测量装置包括压缩机，所述压缩机的转轴端部安装有衔铁，所述衔铁的内侧端安装有摩擦片，所述压缩机的头盖壳体上设有离合带轮(可转动安装方式)，所述离合带轮内安装有电磁线圈，电磁线圈用于与衔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车空调压缩机的效率优化方法，其特征在于：/n实验测量汽车空调压缩机的扭矩、转速、压缩腔压力以及排气口压力，以扭矩、转速表征汽车空调压缩机的输入功率，以压缩腔压力表征汽车空调压缩机的输出功率，并用压缩腔压力和排气口压力的压力差值表征汽车空调压缩机输出功率的损失；/n分别在稳态转速条件、加速减速条件、离合器启动吸合条件下，对汽车空调压缩机的扭矩、压缩腔压力、排气口压力进行时域分析、频域分析，通过调整排气口气阀弹力、振动扭矩变化值、离合器启动吸合时扭矩峰值的方式，对汽车空调压缩机的效率进行优化。/n

【技术特征摘要】
1.一种汽车空调压缩机的效率优化方法，其特征在于：
实验测量汽车空调压缩机的扭矩、转速、压缩腔压力以及排气口压力，以扭矩、转速表征汽车空调压缩机的输入功率，以压缩腔压力表征汽车空调压缩机的输出功率，并用压缩腔压力和排气口压力的压力差值表征汽车空调压缩机输出功率的损失；
分别在稳态转速条件、加速减速条件、离合器启动吸合条件下，对汽车空调压缩机的扭矩、压缩腔压力、排气口压力进行时域分析、频域分析，通过调整排气口气阀弹力、振动扭矩变化值、离合器启动吸合时扭矩峰值的方式，对汽车空调压缩机的效率进行优化。


2.根据权利要求1所述的一种汽车空调压缩机的效率优化方法，其特征在于：稳态转速条件下，在时域分析、频域分析曲线中，对比分析汽车空调压缩机的压力差值、扭矩峰值，判断汽车空调压缩机的过压缩情况，再通过调整排气口气阀和/或压缩机工作过程，使扭矩峰值的平缓降低，减少或消除过压缩影响，提高汽车空调压缩机的效率；
加速减速条件下，在时域分析、频域分析曲线中，对比分析振动扭矩的幅值、过压缩情况，再通过调整振动扭矩的幅值，减少或消除过压缩影响，提高汽车空调压缩机的效率；
离合器启动吸合条件时，在时域分析、频域分析曲线中，对比分析离合器启动吸合时扭矩峰值、压缩机建立压力差值所需时间，再通过调整离合器吸合时扭矩峰值，减少离合器启动吸合时摩擦片的热损耗，提高汽车空调压缩机的效率。


3.根据权利要求1所述的一种汽车空调压缩机的效率优化方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡立志，彭艳蓉，李德江，曹昱坤，柴红阳，
申请(专利权)人：重庆建设车用空调器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50