空调压缩机油分离技术的应用

孙强，徐庆春，丁玮（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）



空调压缩机油分离技术的应用

孙强，徐庆春，丁玮
（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

摘要：文章建立了空调系统仿真模型，通过对压缩机功耗仿真与试验验证，对比油分离技术节能效果。通过验证，环境25℃工况，节油效果19.2％，相对整车节油约2.64％。取得了较好的节能效果。

关键词：空调系统节能；压缩机油分离

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.05.004

CLC NO.: U467.3Document Code: BArticle ID: 1671-7988 (2016)05-68-02

引言

随着环境污染日益严重，国家对汽车制定更加严格的排放法规，根据《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》，我国乘用车平均燃料消耗量水平在2020年下降至5L/100km左右。空调系统做为除发动机、变速箱之外的第三大能源消耗部件，高效、节能型空调系统研发对降低燃油消耗及提升顾客价值有非常重要的意义。

根据目前研究，节能型空调系统主要措施有：①.同轴管（IHX）应用，空调系统性能可提升约15％，COP提升约20％，节省油耗约18％；②.变排量压缩机应用，其节能效果也达20％以上。其中以外控式变排量压缩机节能效果更好。以上技术有很好的节油效果，但会带来较高成本增加。

本文通过对空调油分离技术分析及研究，寻找油耗、成本相对平衡的方案，为空调系统节能提供一种思路、方法。

1、空调系统油分离技术及设计思路

空调系统油分离（以斜盘式压缩机为例）主要压缩机内设计离心结构。气体和润滑油进入分离孔，压缩机周旋转油粒与孔壁撞击，通过离心作用，油从气体中分离出来。

图1　空调压缩机油分离结构示意

其作用将系统中的润滑油主要控制在压缩机内，降低润滑油在散热器表面的附着量，提升系统效率。

基于效率提升，基于系统性能基本不变的条件下，通过降低压缩机排量，进一步达到降低空调系统能耗的目的。

2、系统方案设计

基于以上思路，在某款SUV车型进行对比研究：

原方案： 最大排量165CC变排压缩机；

优化方案：最大排量140CC变排压缩机。

3、系统建模

基于AMESim建立空调系统仿真模型。

图2　空调系统仿真模型

由于仿真软件限制，无法对润滑油影响分析，因此涉及制冷性能，后期通过试验验证。

设置环境温度25℃，NEDC循环工况，内循环，鼓风机设置2档风量，无光照条件。对比两种方案压缩功耗。

表1　空调系统功耗对比

经对比采用140CC压缩机在此工况下比165CC压缩机功耗降低约24％。

4、试验验证

4.1油耗对比验证

参考《乘用车燃料消耗限值》采用NEDC循环工况，分别测量开、关空调油耗。由于环境温度及系统压力对空调油耗有较大影响，本次验证试验在环境仓中进行，环境温度是设定为25℃、无光照条件，湿度40％，鼓风机设置2档。

表2　整车开空调油耗对比

由于空调系统内饰蓄冷/热对空调降温影响比较大，会导致试验一致性，重复性较差。本次试验在试验开始阶段，怠速30min，开空调进行预热。预热后开始NEDC循环工况。经多轮试验验证，此方法油耗一致性偏差＜3％。本次试验采用此方法，数据见表2。

经验证，NEDC循环工况，空调系统节油19.2％。相对整车节油约2.64％。

4.2降温性能对比验证

由于压缩机排量降低，有可能影响怠速工况降温性能，因此开展性能对比验证。

降温性能验证，环境温度43℃，光照条件1000 W/m2，驾驶室温升至60℃，按照《QC/T 658汽车空调整车降温性能试验方法》工况进行对比验证，验证结果见表3。

表3　降温性能对比

经试验验证，系统降温性能比原系统略高约1℃。

由于，但总体降温性能较好，经评价满足要求。

5、总结

本文对空调压缩机油分离技术进行简要介绍，通过此技术并适宜降低排量方案，在空调系统中进行系统建模验证：

(1)采用油分离技术，并降低压缩机排量可以有效降低空调系统能耗；

(2)此方案可能会带来系统降温性能略降低，需对系统综合评价，如需降温更好，建议再匹配同轴管对制冷效果提升，并可进一步降低能耗；

(3)本文对空调系统整车油耗验证方法，经多轮验证具有较好一致性，具有一定参考价值。

参考文献

[1]QC/T 658-2000 汽车空调整车降温性能试验方法.

[2]节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年).

[3]乘用车燃油消耗限制.

Research and Application of Compressor oil separation technology

Sun Qiang, Xu Qingchun, Ding Wei
( Anhui Jianghuai Automobile Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

Abstract:This paper established the air conditioning system simulation model, the compressor power consumption by simulation and experimental verification, compared to oil separation technology energy-saving effect. Verified,Environment 25 ℃ conditions, fuel efficiency of 19.2％, relative to vehicle fuel economy of about 2.64％. Achieved good energy saving effect.

Keywords:Energy-saving in AC Sycstem; Compressor oil separation

中图分类号：U467.3

文献标识码：B

文章编号：1671-7988 （2016）05-68-02

作者简介：孙强，就职于安徽江淮汽车股份有限公司技术中心。