摘要：通过对高温高速下使用大排量涡旋压缩机空调系统的故障原因分析，提出使用压缩机和皮带时需注意的事项。

    在庆铃600P改装的厢式载货汽车上[这种厢式载货汽车是利用重庆庆铃的600P二类底盘，经过我公司的设计后，主要改装成银行的运钞车（即DIMA5070），空调改装后于2011年5月上市]，我公司过去使用的是活塞式的汽车压缩机，后来经调查发现，大多数客户正常使用时的车速一般在60 km/h以内，为了节能、降噪和提高制冷效率，我们决定将其改为等制冷功率的涡旋压缩机。但是在应用过程中，发现在40℃以上的高温天气下，开着空调长时间跑高速公路（压缩机3 500～5 000 r/min）时，大多数皮带的运动能满足设计要求，而有的压缩机皮带则频繁断裂（过去使用活塞压缩机时，此现象没有这样严重），从而影响产品的性能，同时也影响汽车空调的正常使用。

    在设计选型上，我们选择的是一线品牌“盖茨优霓塔”，而在未换成涡旋压缩机之前，此皮带一直用于这种底盘上的SE5H14压缩机，且没有类似故障。

    根据本空调系统，对涡旋压缩机的结构特性、皮带使用环境和系统的压力等方面进行分析，总结了此涡旋压缩机故障和皮带故障的原因。

1问题描述
    我公司设计改装的这款庆铃600P厢式载货汽车须满足的要求：①采用前后独立的双蒸发器，制冷量总和≥7 kW，风量总和≥850 m3/h;②振动小、噪声低、动力性强；③能满足各地客户空调的正常使用。

    而在实际使用时，有些车辆在（高温天气）高速公路运行几个月时间后，空调皮带总是断裂（频繁时一周左右断一次），随后此涡旋压缩机容易出现异响、直到锁死，空调不能工作，影响客户车辆的正常使用。图1为本发动机的空调压缩机皮带结构图。

2原因分析
2.1源头追溯分析（设计与匹配）
2.1.1乘员舱状态
    本厢式车乘员舱空间（长x宽x高）为2 420 x1830x 1620，共计7.17 m3；额定乘员数为6人，左右侧壁内饰为钢板，隔热效果差。

    车身传热面积：左（或右）侧壁传热面积3.8 m2，顶面传热面积4.5 m2，前（或后）面传热面积5.1 m2,玻璃窗传热面积2.6 M2。

2.1.2空调匹配计算（表1）

    注：表1各功率的试验条件为：①冷凝器入口空气干球温度35±0.5℃ ;②蒸发器入口空气干球温度27±0.5 ℃（相对湿度约RH50%） ;③压缩机转速1800±3 r/min ;④对应冷凝器入口风速4.5±0.1 m/s。

2.1.3匹配后实测验证
    实测数据：仪表板出风口处温度9.5 ℃，后蒸发器出风口处温度9 ℃，车内平均环境温度27℃，系统高／低压力2 MPa/0.18 MPa，压缩机皮带正常未断。

    注：R134a加注量为1.2 kg，压缩机油为170 mL;压缩机未停机。
    测试条件：把车开到烘房内（烘房设置温度35 ℃）烘烤，打开各车门窗，烘烤1h后，入进入车内，再关闭各车门窗，按发动机在空档3 000 r/min（相当于压缩机3 600 r/min）下运行空调，共测试2h（每10 min记录一次）。

2.1.4分析结果说明
    从以上实际数据可以看出，空调系统各部件选型恰当，冷媒和油的加注量恰当，空调运行正常，满足车厢实际降温要求，说明匹配设计合格。
2.2内在原因分析（压缩机和皮带自身结构和品质）
2.2.1涡旋式压缩机的主要结构和工作原理分析
    涡旋压缩机中的主要部件是2个形状相同但角相位置相对错开180°的渐开线涡旋盘，如图2所示，其一是固定涡旋盘，而另一个是由偏心轴带动，其轴线绕着固定涡旋盘轴线做公转的绕行涡旋盘。工作中2个涡旋盘在多处相切形成密封线，加上2个涡旋盘端面处的适当密封，从而形成好几个月牙形气腔。2个涡旋盘间切点处的密封线随着绕行涡旋盘的公转而沿着涡旋曲线不断转移，使这些月牙形气腔的形状大小一直在变化。压缩机的吸气口开在固定涡旋盘外壳的上部，当偏心轴顺时针旋转时，气体从吸气口进入吸气腔，相继被摄入到外围的与吸气腔相通的月牙形气腔里。随着这些外围月牙形气腔的闭合而不再与吸气腔相通，其密闭容积便逐渐被转移向固定涡旋盘的中心且不断缩小，气体被不断压缩而排出。

    从图2可以看出，径向间隙的产生，主要与涡旋齿面渐开线形状加工精度误差、曲轴的偏心量、以及定圈与动圈组合位置准确度有关。加工精度高，偏心量小、安装组合达最适当位置才可以控制较小的径向间隙。所以涡圈渐开线形状加工有难度，加工后的准确检测有难度，而到了装配时靠转动动圈的同时去调整定圈、来获得侧面间隙也有难度……，这样势必造成涡旋压缩机的品质稳定性不易保证，当压缩机负荷增加时容易导致皮带断裂。

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