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汽车空调压缩机国家标准GB/T 21360和GB/T 22068的修订要点解读

发表日期:2019/9/6 10:23:12 来源:《制冷与空调》 评论 总点击量:

空调系统在汽车中必不可少,不仅需要满足不同气候条件下乘员的舒适性要求,而且也是保障驾驶人员正常操作和确保驾驶安全的必要条件。汽车空调压缩机是车用空调系统的关键部件,对系统的运行性能、噪声、振动、安全维护和使用寿命等有着直接的影响,相对于其他一般用途的制冷压缩机具有一些独特的技术要求。中国制冷空调工业协会统计数据显示,2017年国内汽车空调压缩机产量约2 850万台,其中大部分产品为用于国内市场新车配套,小部分外销产品随整车出口或单独进入国际维修市场。随着汽车工业的持续发展,整车制造企业对于包括车载空调压缩机在内的各成套用部件产品的要求也日益严格。其次,市场要求汽车空调压缩机的应用范围覆盖能力要求更广,尤其是半(全)封闭式压缩机的使用条件与运行特征较以往有着显著的差异。再者,近年来中间补气压缩机、热泵压缩机等新产品以及匹配使用新制冷剂的产品不断地被研发出来,相应的性能检测技术已经完善、实现标准化,但产品标准的时效性相对欠缺。

我国汽车空调压缩机领域两项国家标准GB/T 21360—2008《汽车空调用制冷压缩机》和GB/T 22068—2008《汽车空调用电动压缩机总成》自发布实施以来,在相当一段时期内为我国车用空调压缩机产业的发展提供了评价基准,做出了重要贡献。在上述背景下,亟需对GB/T 21360和GB/T 22068两部国标进行同步系统修订,以契合新时期条件下的汽车空调压缩机产业发展。

1  标准修订依据

为了满足汽车空调压缩机产品市场发展、性能客观评价的迫切要求,同时也为了保证向市场提供技术更加先进、节能的产品。标准起草工作组在两项标准修订过程中,广泛调研和征求了产品制造商对现行标准的使用意见、修订建议,参考和比对分析了国内外现行相关标准,综合考虑国内外汽车企业对空调压缩机的技术要求,并统计分析了当前产品整体性能测试数据的实际情况。

本标准编制时参考的主要技术标准有:GB/T 27942《汽车空调用小排量涡旋压缩机》、GB/T 5773《容积式制冷剂压缩机性能试验方法》、GB/T 18429《全封闭涡旋式制冷剂压缩机》、JB/T 12845《汽车空调用电动压缩机》等,以及通用、福特、雪铁龙、菲亚特、奇瑞等国内外整车企业对空调压缩机制定的工程技术标准。

2  标准主要修订点

2.1  名称、范围及产品型式

“制冷剂压缩机”较“制冷压缩机”更能反映产品的技术属性,也弥补了在汽车空调热泵供暖应用场合“制冷压缩机”说法的不足。经全国冷标委专家讨论,将GB/T 21360国家标准名称“汽车空调用制冷压缩机”修改为“汽车空调用制冷剂压缩机”。

GB/T 22068—2008标准给出的适用范围:制冷剂为R134a、排量大于10 cm3/r且小于等于40 cm3/r的电动机驱动的涡旋式空调压缩机总成。修订后的GB/T 22068—2018在适用范围上取消了制冷剂种类、排量范围、压缩机型式的限定,更为适应并进一步引导产业的发展。

在具体标准内容条款上,GB/T 21360—2018对GB/T 22068—2018存在包含关系,GB/T 21360—2018涉及半(全)封闭压缩机产品的要求与试验、检验规则等均指向GB/T 22068—2018相应条款;并且,GB/T 21360—2018明确规定了关于开启式压缩机的标准化要求。

鉴于新时期热泵用途的应用需求,GB/T 22068—2018对产品型式划分,在按照功能划分时除了单冷型产品外补充了热泵型、低温热泵型。其中,热泵型电动压缩机总成应能在-10℃蒸发温度下正常运行;而低温热泵型电动压缩机总成应能在-25℃蒸发温度下正常运行。

2.2  名义工况及制冷(热)性能系数

1)开启式压缩机

对于离合器驱动的开启式压缩机,其对应汽车空调系统仅存在制冷应用,车内采暖通过发动机散热解决,因此,在相应产品性能评价上仅需考虑制冷情形即可。

考虑到离合器驱动的开启式汽车空调系统膨胀前的制冷剂过冷状态,GB/T 21360标准修订了该类产品名义工况中过冷度参数值,调整为5K,其他工况参数不变。相应的,结合国家制冷压缩机检验检测中心的历史测试数据、在制冷名义工况下重新统计分析了当前开启式压缩机产品的实际能效水平,规定出新的制冷性能系数限定值(表1)。

2)半(全)封闭压缩机

对于汽车空调用电动压缩机总成产品(包含电动压缩机本体及驱动控制器),已经广泛应用在新能源汽车上,且部分应用于传统离合器驱动空调压缩机的电动化改造。区别于传统使用离合器驱动开启式汽车空调压缩机的汽车空调系统无需考虑供热应用,电动汽车空调系统许多情况需要同时具备制冷和制热能力。因此,GB/T 22068修订时依据产品实际使用条件,分别制定了适用于单冷型、热泵型、低温热泵型电动压缩机总成产品的试验工况。本次修订中,标准起草组在分析电动压缩机实际运行状态,调研当前产品设计转速与额定电压水平,并比对研究国内外技术标准的基础上确定出电动压缩机的制冷制热名义工况参数。其中,汽车空调热泵用电动压缩机的热泵名义制热及低温热泵名义制热工况为首次提出(表2)。

GB/T 5773明确了容积式制冷剂压缩机的制热量和制热性能系数评价指标的术语定义、提供了相应的计算方法。GB/T 22068标准修订时对应补充了电动压缩机总成关于制热量及制热性能系数评价的要求。在电动压缩机总成性能系数确定研究上,在既定工况下统计分析不同额定电压等级产品在额定电压下及设计转速下的性能数据,将性能系数限定要求按电压等级分为两档,见表3。此外,总体保留原标准允差值的规定:实测制冷(热)性能系数不应小于明示值的95%,且不应小于表规定的限定值;但对于不带驱动控制器的电动压缩机总成,考虑到消除驱动控制器功耗因素的影响,相应提升对于限定值的要求:制冷(热)性能系数应不低于表3规定值的110%。

2.3  其他综合性能评价项目

两部标准关于开启式、半(全)封闭式压缩机总成的主要检验项目对比情况见表4,在内部含水量、密封性、耐腐蚀性、耐压强度项目的技术要求和试验方法上进行了统一。其中,依据实际测试状况,两项标准均提出了对耐压强度试验过程中各橡胶密封件的破损不作为考核的补充要求。

修订版的GB/T 21360,调整了开启式压缩机耐久性试验工况(原工况高转速条件对于新时期的大排量斜盘式和涡旋式产品相对苛刻);明确以开启式压缩机表面产生的红锈面积应不大于其防锈涂层表面(离合器接触面除外)总面积的15%;增加了采用氦气作为检漏介质的气密性试验方法条款;对于产品内部清洁度试验项目,将开启式、半(全)封闭式压缩机区分评价,其对应的试验方法除了现行标准规定的零部件清洗方案外,补充整机清洗方案;在压缩机噪声和清洁度评价方面上,依据行业产品调研情况对产品最小排量分档调整到以≤200 cm3/r为界定等。

修订版的GB/T 22068,对应名义工况的变化,调整了电动压缩机总成的噪声试验工况及试验方法及限定值要求,以体现产品作为车载设备的关键噪声源的严格要求;增加了电动压缩机总成激振力、耐电压波动的要求与试验方法,以体现电动压缩机产品在整车上的适用性;在耐久性试验项目上修改了试验工况、对单冷型、热泵型和低温热泵型产品的耐久性区分评价,并提出对试验后噪声及外壳防护等级的要求;基于更合理的模拟实车运行状况,规定以扫频方式进行压缩机本体的耐振动性试验等。

3  结束语

压缩机无疑是汽车空调系统的核心部件。我国汽车空调压缩机产业技术发展很快,以热泵型电动压缩机为代表的新产品已具备产业化能力,相关产品标准的系统性修订契合行业发展新阶段的大背景,迫切需要产品标准的及时更迭以促进和引导市场的健康发展。

本文对两部汽车空调压缩机产品标准的修订背景和修订主要内容做了阐述,此次修订工作较为系统化且同步进行,完成了产品综合评价试验项目的梳理,重构了对开启式、半(全)封闭式产品在内的汽车空调压缩机标准体系,为制冷剂压缩机在汽车空调系统中的深入推广应用奠定了基础。

伴随着产品技术的发展,汽车空调压缩机产品标准体系预期还将获得更进一步完善,如汽车空调用电动CO2制冷剂压缩机等新产品也将面临标准化的需要。


本文选自《制冷与空调》2019年7月刊,作者:王汝金  张秀平  胡继孙  马金平  商允恒;未经许可,不得转载

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