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联系奥德赛轿车空调系统压缩机油回油技术研究
发布时间：2007-12-16 11:58:17点击率：
技术类别：机械技巧
1 前言
目前，轿车空调系统中普遍使用的是单蒸发器空调系统，随着市场对更大的驾乘空间和更多的乘员座位的轿车需求量逐渐增加，消费者对轿车舒适性的要求也不断提高。双蒸发器空调系统在多功能商务车（MPV - Multi Passenger Vehicle）中的应用越来越广泛。广州本田奥德赛轿车就是采用前后布置的双蒸发器空调系统实现对车厢内部的整体空气调节的。由于这种前后布置的双蒸发器空调系统的固有特性，会对压缩机油的回油问题造成一定的影响，因此，我们对奥德赛车型空调系统的压缩机回油问题进行了比较全面的研究。
2 空调系统中压缩机油循环率的设定
汽车空调系统中压缩机油的正常循环，是保障压缩机工作可靠性和耐久性的重要因素之一。对于定排量斜盘式压缩机，在外界气温20℃，压缩机转速为1000r/min，无压缩机油的条件下，压缩机达到锁死的时间为15s，部位为斜盘与滑履摩擦副或活塞和气缸摩擦副，并 终会导致离合器烧毁。
为保证压缩机的品质而规定的系统压缩机油的封入量，是在考虑到压缩机的耐久性的条件下，确保一定的油循环率而设定的量。只有保证空调系统中一定的机油循环率，才能保证压缩机的正常运转，使压缩机不会因为润滑不良而发生磨损甚至锁死等现象。
在同一空调系统中，压缩机油循环率可由以下公式求出：
3 奥德赛轿车空调系统的压缩机油循环问题
3.1 奥德赛轿车的双蒸发器结构
广州本田奥德赛轿车采用的是前后布置的双蒸发器空调系统，而且前后空调的温度控制系统是相对独立的。结构简图如图1 所示。压缩机型号为DENSO-10S20C，压缩机油型号为ND-OIL8。其特点是后蒸发器布置在车厢后侧，制冷剂循环回路较长。
由于奥德赛车型空调系统的特点，经过研究分析，结果显示系统会在以下几个空调系统运行的极限工况下，产生压缩机缺油失效的情况：
（1）整车总装完成，空调开（A/C ON），压缩机磨合工况。
（2）冷车起动，空调开（A/C ON）工况。
（3）前空调开（A/C ON）而后空调关（A/C OFF），长时间持续运行工况。
3.3 问题的分析及解决方案
3.3.1 对于工况（1）
在整车总装完成时，产品车随即会进入检测线，对灯光、空调、刹车侧滑、排放等一系列指标进行在线检测。由于压缩机油是加注在压缩机内部，尚未溶解在刚刚加注到系统内部的制冷剂里面。而且根据后蒸发器的布置特点，制冷剂的循环回路较长。此时若是不经过压缩机的磨合程序，让压缩机油与制冷剂充分混合，直接进入刹车侧滑、排放指标等发动机高转速工序，则会造成压缩机缺油并导致压缩机早期磨损。
根据试验数据的我们得出ND-OIL8 压缩机油的循环率-温度曲线（图2），图中显示在外界气温越低的情况下，压缩机油的循环率越低。特别是在冬天，尤其需要保证压缩机的磨合程序。因此，我们对在整车终检前增加了一道工序，即在前后空调开启，发动机转速不大于1500r/min 的工况下，进行2min 的压缩机磨合。以保证压缩机油在制冷剂中充分溶解和循环。
冷车起动时，由于压缩机油存在一定的析出，并在系统中位置较低处的积存。因此，我们需要采取试验的方式，对这一工况下的机油循环情况进行考察。在外界气温20～22℃，利用在吸气管中串联的干净玻管进行观察。在发动机怠速、前后空调开，前后鼓风机风量 大的状态下，压缩机的回油时间为12～13s；而在发动机转速3000 r/min、前后空调开的状态下，压缩机的回油时间为6～7s。对比DENSO-10S20C 压缩机的缺油锁死耐久性能指标，在怠速时，大于等于60s；在发动机转速3000 rpm 时，大于等于10s。因此，在这一工况下，压缩机不会产生缺油磨损和锁死问题。
3.3.3 对于工况（3）
这种工况是在实际使用中出现的情况较多，即当前空调开（A/C ON）而后空调关（A/C OFF）的情况持续较长时间。这时，由于后鼓风机停止工作，后蒸发器温度升高，蒸发压力减低。这种状态导致制冷剂在蒸发器内蒸发后，压缩机油较易以液态的形式逐渐积存在后蒸发器和吸气管内部（见图1 阴影部分）。这时的压缩机油循环率— 时间曲线如图3 所示，经长时间运转，就会引起压缩机缺油， 终发生磨损或锁死损坏。
通过试验，我们验证了这一功能。我们通过采用可变电阻模拟温度传感器的热敏电阻的阻值，使得空调系统能够连续工作。空调系统在前空调开、后空调关的状态下工作，在达到45 分钟时，压缩机连续出现5 个循环的5s 停、11s 开时的动作，此时压缩机油循环率— 时间曲线如图4 所示。显示回油控制程序发挥作用，使压缩机的机油循环率回到一个较高的值。
我们通过对广州本田奥德赛车型空调系统内压缩机油循环问题所进行的全面试验的研究，掌握了该车型在各个工况下的压缩机油的循环状态和控制技术。由于奥德赛车型的双蒸发器空调系统在多功能商务车中具有一定的代表性，因此全面掌握这种车型的双蒸发器空调系统的固有特性，会对这类车型在质量保证措施和设计方案提供一些有益的借鉴。
目前，轿车空调系统中普遍使用的是单蒸发器空调系统，随着市场对更大的驾乘空间和更多的乘员座位的轿车需求量逐渐增加，消费者对轿车舒适性的要求也不断提高。双蒸发器空调系统在多功能商务车（MPV - Multi Passenger Vehicle）中的应用越来越广泛。广州本田奥德赛轿车就是采用前后布置的双蒸发器空调系统实现对车厢内部的整体空气调节的。由于这种前后布置的双蒸发器空调系统的固有特性，会对压缩机油的回油问题造成一定的影响，因此，我们对奥德赛车型空调系统的压缩机回油问题进行了比较全面的研究。
2 空调系统中压缩机油循环率的设定
汽车空调系统中压缩机油的正常循环，是保障压缩机工作可靠性和耐久性的重要因素之一。对于定排量斜盘式压缩机，在外界气温20℃，压缩机转速为1000r/min，无压缩机油的条件下，压缩机达到锁死的时间为15s，部位为斜盘与滑履摩擦副或活塞和气缸摩擦副，并 终会导致离合器烧毁。
为保证压缩机的品质而规定的系统压缩机油的封入量，是在考虑到压缩机的耐久性的条件下，确保一定的油循环率而设定的量。只有保证空调系统中一定的机油循环率，才能保证压缩机的正常运转，使压缩机不会因为润滑不良而发生磨损甚至锁死等现象。
在同一空调系统中，压缩机油循环率可由以下公式求出：
3 奥德赛轿车空调系统的压缩机油循环问题
3.1 奥德赛轿车的双蒸发器结构
广州本田奥德赛轿车采用的是前后布置的双蒸发器空调系统，而且前后空调的温度控制系统是相对独立的。结构简图如图1 所示。压缩机型号为DENSO-10S20C，压缩机油型号为ND-OIL8。其特点是后蒸发器布置在车厢后侧，制冷剂循环回路较长。
图1 双蒸发器空调系统简图
1— 压缩机 2— 感温包 3— 感温包 4— 后蒸发器 5— 后鼓风机
6— 膨胀阀 7— 前蒸发器 8— 膨胀阀 9— 前鼓风机10— 储液干器 11— 冷凝器 12— 冷凝风扇
由于奥德赛车型空调系统的特点，经过研究分析，结果显示系统会在以下几个空调系统运行的极限工况下，产生压缩机缺油失效的情况：
（1）整车总装完成，空调开（A/C ON），压缩机磨合工况。
（2）冷车起动，空调开（A/C ON）工况。
（3）前空调开（A/C ON）而后空调关（A/C OFF），长时间持续运行工况。
3.3 问题的分析及解决方案
3.3.1 对于工况（1）
在整车总装完成时，产品车随即会进入检测线，对灯光、空调、刹车侧滑、排放等一系列指标进行在线检测。由于压缩机油是加注在压缩机内部，尚未溶解在刚刚加注到系统内部的制冷剂里面。而且根据后蒸发器的布置特点，制冷剂的循环回路较长。此时若是不经过压缩机的磨合程序，让压缩机油与制冷剂充分混合，直接进入刹车侧滑、排放指标等发动机高转速工序，则会造成压缩机缺油并导致压缩机早期磨损。
根据试验数据的我们得出ND-OIL8 压缩机油的循环率-温度曲线（图2），图中显示在外界气温越低的情况下，压缩机油的循环率越低。特别是在冬天，尤其需要保证压缩机的磨合程序。因此，我们对在整车终检前增加了一道工序，即在前后空调开启，发动机转速不大于1500r/min 的工况下，进行2min 的压缩机磨合。以保证压缩机油在制冷剂中充分溶解和循环。
图2 压缩机油的循环率— 温度曲线
冷车起动时，由于压缩机油存在一定的析出，并在系统中位置较低处的积存。因此，我们需要采取试验的方式，对这一工况下的机油循环情况进行考察。在外界气温20～22℃，利用在吸气管中串联的干净玻管进行观察。在发动机怠速、前后空调开，前后鼓风机风量 大的状态下，压缩机的回油时间为12～13s；而在发动机转速3000 r/min、前后空调开的状态下，压缩机的回油时间为6～7s。对比DENSO-10S20C 压缩机的缺油锁死耐久性能指标，在怠速时，大于等于60s；在发动机转速3000 rpm 时，大于等于10s。因此，在这一工况下，压缩机不会产生缺油磨损和锁死问题。
3.3.3 对于工况（3）
这种工况是在实际使用中出现的情况较多，即当前空调开（A/C ON）而后空调关（A/C OFF）的情况持续较长时间。这时，由于后鼓风机停止工作，后蒸发器温度升高，蒸发压力减低。这种状态导致制冷剂在蒸发器内蒸发后，压缩机油较易以液态的形式逐渐积存在后蒸发器和吸气管内部（见图1 阴影部分）。这时的压缩机油循环率— 时间曲线如图3 所示，经长时间运转，就会引起压缩机缺油， 终发生磨损或锁死损坏。
图3 压缩机油循环率-时间曲线
（无回油控制）
通过试验，我们验证了这一功能。我们通过采用可变电阻模拟温度传感器的热敏电阻的阻值，使得空调系统能够连续工作。空调系统在前空调开、后空调关的状态下工作，在达到45 分钟时，压缩机连续出现5 个循环的5s 停、11s 开时的动作，此时压缩机油循环率— 时间曲线如图4 所示。显示回油控制程序发挥作用，使压缩机的机油循环率回到一个较高的值。
图4 压缩机油循环率-时间曲线
（回油控制生效）
我们通过对广州本田奥德赛车型空调系统内压缩机油循环问题所进行的全面试验的研究，掌握了该车型在各个工况下的压缩机油的循环状态和控制技术。由于奥德赛车型的双蒸发器空调系统在多功能商务车中具有一定的代表性，因此全面掌握这种车型的双蒸发器空调系统的固有特性，会对这类车型在质量保证措施和设计方案提供一些有益的借鉴。
下一个：汽车总装配线改造工艺分析（三）
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