一種空調(diào)壓縮機(jī)模擬加載裝置

周聰+王善強(qiáng)+陳健+張林+解劉振

摘 要：本文論述了發(fā)動(dòng)機(jī)空調(diào)壓縮機(jī)在試驗(yàn)臺(tái)架測(cè)試中空轉(zhuǎn)的事實(shí)，為解決空調(diào)壓縮機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中能夠正常加載模擬整車(chē)試驗(yàn)，特開(kāi)發(fā)一套發(fā)動(dòng)機(jī)空調(diào)壓縮機(jī)模擬加載試驗(yàn)裝置，對(duì)試驗(yàn)裝置開(kāi)發(fā)進(jìn)行了驗(yàn)證和總結(jié)，通過(guò)試驗(yàn)證明了發(fā)動(dòng)機(jī)空調(diào)壓縮機(jī)模擬加載試驗(yàn)裝置的有效性和一致性。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)附件載荷系統(tǒng)；發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)；模擬；空調(diào)壓縮機(jī)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.036

1 引言

1.1 技術(shù)背景

發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)比較重要的附件就是空調(diào)壓縮機(jī)，空調(diào)壓縮機(jī)在整車(chē)狀態(tài)下，是整車(chē)空調(diào)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的主要驅(qū)動(dòng)部件。空調(diào)壓縮機(jī)所做的功最終是來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的，因此，如果發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)過(guò)程中空調(diào)壓縮機(jī)一直設(shè)置成空轉(zhuǎn)狀態(tài)，則會(huì)使空調(diào)系統(tǒng)在整車(chē)制冷狀態(tài)下所消耗的發(fā)動(dòng)機(jī)功率無(wú)法在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中得到體現(xiàn)，這樣使得發(fā)動(dòng)機(jī)單體的試驗(yàn)結(jié)果與發(fā)動(dòng)機(jī)在整車(chē)內(nèi)的實(shí)際狀態(tài)有所偏差，影響了發(fā)動(dòng)機(jī)與整車(chē)之間的匹配性考核。

1.2 目的及意義

為了模擬整車(chē)工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的極限負(fù)載狀況，需要在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)加載整車(chē)動(dòng)力附件的負(fù)載，為此，特開(kāi)發(fā)一套附件載荷模擬試驗(yàn)裝置，以便用于：

（1）驗(yàn)證附件載荷空調(diào)系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出的影響；

（2）對(duì)零部件本身進(jìn)行可靠性論證，提升以發(fā)動(dòng)機(jī)為核心的整車(chē)匹配試驗(yàn)?zāi)芰Γ瑥?qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)與空調(diào)壓縮機(jī)的匹配考核，以達(dá)到整體最佳匹配效果。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)空調(diào)壓縮機(jī)模擬加載試驗(yàn)裝置及原理

2.1 模擬試驗(yàn)裝置系統(tǒng)及方法

針對(duì)現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架并沒(méi)有配備可以吸收空調(diào)壓縮機(jī)輸出功率的裝置，即沒(méi)有配備針對(duì)空調(diào)壓縮機(jī)的模擬加載設(shè)備的問(wèn)題。本次開(kāi)發(fā)主要是提供一套可以模擬整車(chē)空調(diào)系統(tǒng)功能的設(shè)備，使得空調(diào)壓縮機(jī)能夠在連接開(kāi)發(fā)設(shè)備的情況下，實(shí)現(xiàn)壓縮制冷劑做功；同時(shí)該設(shè)備具備空調(diào)壓縮機(jī)加載時(shí)刻、加載工況的調(diào)節(jié)功能，以達(dá)到模擬整車(chē)內(nèi)部的空調(diào)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的目的。此外作為一套新增的附屬設(shè)備，布置在發(fā)動(dòng)機(jī)周?chē)瑢⒈鹃_(kāi)發(fā)設(shè)備相關(guān)組件接口與發(fā)動(dòng)機(jī)空調(diào)壓縮機(jī)的離合器信號(hào)線束、制冷劑進(jìn)出口對(duì)應(yīng)連接，即可形成一套模擬整車(chē)空調(diào)系統(tǒng)、具備制冷劑循環(huán)壓縮功能的系統(tǒng)，另外，本次開(kāi)發(fā)設(shè)備還可通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)部加氟量、更換儲(chǔ)液罐規(guī)格、調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速等方式，適應(yīng)多種型號(hào)的空調(diào)壓縮機(jī)。

2.2 試驗(yàn)裝置系統(tǒng)原理

試驗(yàn)裝置系統(tǒng)原理：圖2中制冷劑出口2和制冷劑進(jìn)口3即為圖1中的制冷劑出、進(jìn)口，制冷劑進(jìn)口3和制冷劑出口2分別通過(guò)管路與空調(diào)壓縮機(jī)的制冷出口、制冷劑入口相連接。制冷劑進(jìn)口3用于由空調(diào)壓縮機(jī)增壓后的高溫高壓氣體由此進(jìn)口進(jìn)入本發(fā)明的機(jī)械裝置內(nèi)，此高溫高壓氣體經(jīng)過(guò)冷凝器系統(tǒng)6變成高溫高壓液體，在經(jīng)過(guò)儲(chǔ)液罐及干燥器8，干燥后的液體流經(jīng)膨脹閥9變成低溫低壓液體，然后再流入蒸發(fā)器系統(tǒng)7，在蒸發(fā)器系統(tǒng)7中經(jīng)過(guò)熱風(fēng)的持續(xù)加熱由低溫低壓液體變?yōu)榈蜏氐蛪簹怏w，該低溫低壓氣體由制冷劑出口2流入空調(diào)壓縮機(jī)內(nèi)部，經(jīng)過(guò)壓縮后變?yōu)楦邷馗邏簹怏w，最終又經(jīng)過(guò)制冷劑進(jìn)口3流入本發(fā)明內(nèi)部，依此循環(huán)下去。從而達(dá)到空調(diào)壓縮機(jī)循環(huán)制冷做功的目的，也就是依此實(shí)現(xiàn)了空調(diào)壓縮機(jī)的帶負(fù)載運(yùn)行。

如圖1空調(diào)系統(tǒng)機(jī)械部分的整體框架圖，外圍框架制作成可移動(dòng)小車(chē)的形式，所有的管線路均布置在該小車(chē)內(nèi)，小車(chē)正面含有制冷劑出口、制冷劑進(jìn)口、控制線束三個(gè)接口。

2.3 試驗(yàn)驗(yàn)證

結(jié)合某項(xiàng)目的工作需求，在不同工況下對(duì)比加載空調(diào)壓縮機(jī)與不加載空調(diào)壓縮機(jī)試驗(yàn)功率數(shù)據(jù)，進(jìn)行效果有效性驗(yàn)證，此外還需進(jìn)行加載空調(diào)壓縮機(jī)功率的一致性驗(yàn)證，驗(yàn)證工作基于某發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)型、某臺(tái)架試驗(yàn)室。

2.3.1 有效性驗(yàn)證

在油門(mén)開(kāi)度90%，加載空調(diào)壓縮機(jī)狀況下，從不同轉(zhuǎn)速（2000、2500、3000、3500、4000）從試驗(yàn)中選取30組功率數(shù)據(jù)，將30組數(shù)據(jù)取平均值與相同工況下不加載空調(diào)壓縮機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，見(jiàn)圖3。

由圖3可以得出結(jié)論：相同工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)加載空調(diào)壓縮機(jī)與不加載空調(diào)壓縮機(jī)相比，功率有所下降，試驗(yàn)裝置有效性得到驗(yàn)證。

2.3.2 一致性驗(yàn)證

空調(diào)壓縮機(jī)的一致性考核方案是：在加載空調(diào)壓縮機(jī)的5組相同轉(zhuǎn)速（2000、2500、3000、3500、4000r）下，選取不同時(shí)的10組數(shù)據(jù)驗(yàn)證一致性，如圖4。

由圖4可得出結(jié)論：加載的一致性偏差在1%以內(nèi)，說(shuō)明加載一致性是可以滿足要求的。

3 結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)可以得到以下結(jié)論：

（1）未加載發(fā)動(dòng)機(jī)空調(diào)壓縮機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率高于加載發(fā)動(dòng)機(jī)空調(diào)壓縮機(jī)的功率；

（2）本次開(kāi)發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)空調(diào)壓縮機(jī)模擬加載試驗(yàn)裝置滿足試驗(yàn)功能；

（3）本次開(kāi)發(fā)的設(shè)備可以模擬整車(chē)零部件空調(diào)壓縮機(jī)本身進(jìn)行可靠性論證；

（4）一致性試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，發(fā)動(dòng)機(jī)空調(diào)壓縮機(jī)模擬加載試驗(yàn)裝置能夠穩(wěn)定的進(jìn)行試驗(yàn)；

（5）發(fā)動(dòng)機(jī)空調(diào)壓縮機(jī)模擬加載試驗(yàn)裝置的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用可以提升以發(fā)動(dòng)機(jī)為核心的整車(chē)匹配試驗(yàn)?zāi)芰Γ瑥?qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)與空調(diào)壓縮機(jī)的匹配考核，以達(dá)到整體最佳匹配效果。

綜上，發(fā)動(dòng)機(jī)空調(diào)壓縮機(jī)模擬加載裝置滿足試驗(yàn)功能，滿足驗(yàn)收條件，正式投入發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)研發(fā)項(xiàng)目。

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