CN109555665A - 轨道车辆空调机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轨道车辆空调机组，属于轨道车辆空调系统技术领域，包括具有冷凝腔和蒸发腔的空调箱体，其特征在于：空调机组中润滑油重量为制冷剂充注量的10%~25%；所述冷凝腔内压缩机的结构中无油槽并且所述压缩机吸气处制冷剂气体流速Vgas为。本发明的空调机组中的压缩机采用油雾润滑，没有油槽，在系统正常运行、保证系统性能的前提下，能够有效减小压缩机体积和重量；由于压缩机没有油槽，润滑油均存于空调系统管路及换热器内，压缩机启动时吸气制冷剂携带微小气态油雾返回压缩机，实现运动部件的润滑，避免停机过程中制冷剂迁移对压缩机的影响。

Description

轨道车辆空调机组
技术领域
本发明属于轨道车辆空调系统技术领域，具体涉及一种轨道车辆空调机组。
背景技术
空调机组是轨道车辆的重要组成部分，为降低能源消耗，在保证各项功能的同时需要尽量降低轨道车辆中各部件的自身重量。
为实现轨道车辆空调机组减重降耗的目的，最大限度减小部件重量，提高系统能效。现有空调机组系统常用润滑方式是在压缩机内设置油槽，利用液态润滑油润滑运动部件，由于油槽需要较大空间，导致压缩机体积大、重量大。
发明内容
本发明为解决现有技术中由于设置油槽导致压缩机重量大的问题，提供了一种轨道车辆空调机组，使用无油槽的超轻压缩机，通过合理设计润滑油充注量以及制冷剂的流速，实现油雾润滑，达到压缩机及空调机组减重的目的。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种轨道车辆空调机组，包括具有冷凝腔和蒸发腔的空调箱体，其特征在于：空调机组中润滑油重量为制冷剂充注量的10%~25%；所述冷凝腔内压缩机的结构中无油槽并且所述压缩机吸气处制冷剂气体流速Vgas为，其中Vgas是压缩机吸气口制冷剂气体流速，mref是制冷剂质量流量，ρref是制冷剂的密度，d是吸气管管内直径。
本发明的有益效果是：1、空调机组中的压缩机采用油雾润滑，没有油槽，有效减少体积和重量；2、由于压缩机没有油槽，润滑油均存在于空调系统管路及换热器内，压缩机启动时吸气制冷剂携带微小气态油雾返回压缩机，实现运动部件的润滑，避免长期停机过程中制冷剂迁移对压缩机的影响（传统型带油槽的压缩机，大部分液态油存于压缩机油槽内，由于制冷剂与润滑油有互溶性，空调机组长时间停机时，越来越多的制冷剂溶解到润滑油中（称为制冷剂迁移），使油槽内润滑油被稀释，油浓度降低，在压缩机启动时制冷剂快速气化形成大量泡沫，运动部件吸取被稀释后的油和制冷剂泡沫，会导致压缩机运动部件润滑不良受损）；3、设计了换热器连接组件，换热器长度较长时，灵活设置限位板，拆卸方便同时可以有效固定换热器，减少换热器在列车运行过程中的位移或振动，提升空调可靠性及车体振动方面的舒适性；4、设计了采用迷宫式结构，增大倒流水的阻力，减少或防止水倒流进空调机组内（蒸发腔内），防止排水管水倒流或喷水，易加工、成本低、使用寿命长且易维护。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明轨道车辆空调机组的结构示意图；
图2是图1中A向的局部示意图；
图3是本发明轨道车辆空调机组中室内换热器与空调箱体的连接示意图；
图4是本发明轨道车辆空调机组中第一限位板的结构示意图；
图5是本发明轨道车辆空调机组中防喷水盖和防喷水板的结构示意图。
在附图中：1是空调箱体，2是压缩机，3是室内换热器，4是室外换热器，5是室外风机，6是室内风机，7是第一端板，8是第一托板，8-1是托槽，9是第一限位板，9-1是连接槽孔，10是第一缓冲垫，11是第二端板，12是第二托板，13是第二限位板，14是第二缓冲垫，15是集水盘，15-1是排水孔，16是防喷水盖，17是防喷水板，18是集水盒。
具体实施方式
参见附图1，本发明提供了一种轨道车辆空调机组，包括具有冷凝腔和蒸发腔的空调箱体1。在冷凝腔内设有压缩机2、室外换热器4和室外风机5，在蒸发腔内设有室内换热器3和室内风机6。其中，室外换热器4和室外风机5设置有两组并且分别位于压缩机2的两侧，室内换热器3设置有两个并且分别位于室内风机6的两侧。
在本发明的空调机组中润滑油重量为制冷剂充注量的10%~25%；冷凝腔内压缩机2的结构中无油槽并且压缩机2吸气处制冷剂气体流速Vgas为，其中Vgas是压缩机吸气口制冷剂气体流速，mref是制冷剂质量流量，ρref是制冷剂的密度，d是吸气管管内直径。通过采取上述措施，润滑油与制冷剂互溶，随制冷剂在系统中循环，在吸气口处以微小汽态油颗粒的状态返回压缩机，进入涡旋盘、轴承等需要润滑的摩擦副，起到润滑作用。由于油雾润滑的压缩机没有油槽，所以润滑油大部分在制冷系统内，注油量太多会影响换热效果，注油量太少又会影响润滑效果，故润滑油的注入量非常关键。润滑油重量为制冷剂充注量的10%~25%时，可以保证系统正常运行、保证系统性能，而且实现有效减重的目的。
由于油雾润滑是制冷剂气体携带油雾回到压缩机内实现运动部件的润滑，故对制冷剂流速有一定要求：即制冷剂流速Vgas需大于，其中Vmin是制冷剂最小流速，A是一个系数，取值范围是0.4-0.8，g是重量加速度，ρoil是润滑油的密度。如果小于上述的最小流速，压缩机可能出现缺油情况，导致运动部件异常磨损，甚至压缩机损坏。
更具体地，蒸发腔中的室内换热器3与压缩机2在空调箱体1中处于同一高度上。这些部件应尽量保持同一高度，避免油位差，造成压缩机回油困难，如果换热器高度低于压缩机高度，系统应设置油油分离器等装置改善回油情况，并进行试验验证回油效果。
参见附图1、3和4，为解决换热器长度较长时中间部位可能出现变形或异常晃动的问题，设计了第一换热器连接组件和第二换热器连接组件。可以根据换热器的长度灵活设置连接组件，先安装换热器，然后再安装限位板，安装和拆解方便。
其中，室内换热器3通过第一换热器连接组件与空调箱体1相连，第一换热器连接组件包括分别设置在换热器两端的第一端板7、设置在换热器底面的第一托板8以及第一托板8配合限位换热器的第一限位板9，第一端板7和第一托板8与空调箱体1相连，第一限位板9与第一托板8相连，在第一限位板9与室内换热器3间设有第一缓冲垫10。第一缓冲垫10优选橡胶垫。
第一限位板9是折弯板，在折弯板的连接部设有连接槽孔9-1，第一限位板9借助穿过连接槽孔9-1的连接螺栓与第一托板8相连，并且可以调整第一限位板9相对第一托板8的位置实现对换热器的限位。
在第一托板8上设有托槽，托槽的槽宽稍大于换热器的厚度以便于放置换热器。第一限位板9位于托槽的一侧并借助螺栓与第一托板8相连。
室外换热器4通过第二换热器连接组件与空调箱体1相连，第二换热器连接组件与第一换热器连接组件的结构相同，包括分别设置在换热器两端的第二端板11、设置在换热器底面的第二托板12以及第二托板12配合限位换热器的第二限位板13，第二端板11、第二托板12和第二限位板13与空调箱体1相连，在第二限位板13与室外换热器4间设有第二缓冲垫14。第二缓冲垫14优选橡胶垫。
第二限位板13是折弯板，在折弯板的连接部设有连接槽孔，第二限位板13借助穿过连接槽孔的连接螺栓与第二托板12相连，并且可以调整第二限位板13相对第二托板12的位置实现对换热器的限位。
在第二托板12上设有托槽，托槽的槽宽稍大于换热器的厚度以便于放置换热器。第二限位板13位于托槽的一侧并借助螺栓与第二托板12相连。
参见附图1、2和5，空调机组制冷运行时，室内换热器3产生冷凝水，需及时排除空调机组。但在冷凝水排出时，由于空调机组内部存在负压，容易产生反水/喷水现象。喷水产生的积水容易导致零部件生锈，同时积水在蒸发风机的作用下，会将水带入风道，吹进车辆室内，造成舒适度下降，严重时可能导致电气部件受潮，绝缘下降，甚至导致零部件损坏。为此设计了防喷水盖16和防喷水板17。
具体地，在室内换热器3的底部设有与空调箱体1相连的集水盘15，在集水盘15的排水孔15-1上方的设有防喷水盖16以及与防喷水盖16相连并与集水盘15的内壁配合形成迷宫式结构的防喷水板17。防喷水板17是防喷水盖16的一端向集水盘15的盘底折弯而成，防喷水板17的自由端向排水孔15-1侧折弯形成L形迷宫单元。在空调箱体1的外侧设有与排水孔15-1相通的集水盒18。在集水盘15内设有连接耳板，在防喷水盖16上设有安装孔，防喷水盖16通过连接螺栓与连接耳板相连实现防喷水盖16与集水盘15的相连，同时L形迷宫单元与集水盘15的盘底相接触以有效阻止此处水的流动。防喷水板17还可以单独的结构，其呈L形并且在防喷水盖16的底面设置有至少两个。多个两个防喷水板17交错设置与集水盘15的内壁配合实现迷宫结构。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种轨道车辆空调机组，包括具有冷凝腔和蒸发腔的空调箱体（1），其特征在于：所述空调机组中润滑油重量为制冷剂充注量的10%~25%；所述冷凝腔内压缩机（2）的结构中无油槽并且所述压缩机（2）吸气处制冷剂气体流速Vgas为，其中Vgas是压缩机吸气口制冷剂气体流速，mref是制冷剂质量流量，ρref是制冷剂的密度，d是吸气管管内直径。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆空调机组，其特征在于：所述制冷剂流速Vgas大于，其中Vmin是制冷剂最小流速，A取值范围是0.4-0.8，g是重量加速度，ρoil是润滑油的密度。
3.根据权利要求1所述的轨道车辆空调机组，其特征在于：所述蒸发腔中的室内换热器（3）与压缩机（2）在所述空调箱体（1）中处于同一高度上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的轨道车辆空调机组，其特征在于：在所述冷凝腔内设有压缩机（2）、室外换热器（4）和室外风机（5），在所述蒸发腔内设有室内换热器（3）和室内风机（6）。
5.根据权利要求4所述的轨道车辆空调机组，其特征在于：所述室外换热器（4）和室外风机（5）设置有两组并且分别位于所述压缩机（2）的两侧，所述室内换热器（3）设置有两个并且分别位于所述室内风机（6）的两侧。
6.根据权利要求4所述的轨道车辆空调机组，其特征在于：所述室内换热器（3）借助第一换热器连接组件与所述空调箱体（1）相连，所述第一换热器连接组件包括分别设置在换热器两端的第一端板（7）、设置在所述换热器底面的第一托板（8）以及所述第一托板（8）配合限位所述换热器的第一限位板（9），所述第一端板（7）和第一托板（8）与所述空调箱体（1）相连，所述第一限位板（9）与所述第一托板（8）相连，在所述第一限位板（9）与所述室内换热器（3）间设有第一缓冲垫（10）。
7.根据权利要求4所述的轨道车辆空调机组，其特征在于：所述室外换热器（4）借助第二换热器连接组件与所述空调箱体（1）相连，所述第二换热器连接组件包括分别设置在换热器两端的第二端板（11）、设置在所述换热器底面的第二托板（12）以及所述第二托板（12）配合限位所述换热器的第二限位板（13），所述第二端板（11）、第二托板（12）和第二限位板（13）与所述空调箱体（1）相连，在所述第二限位板（13）与所述室外换热器（4）间设有第二缓冲垫（14）。
8.根据权利要求4所述的轨道车辆空调机组，其特征在于：在所述室内换热器（3）的底部设有与所述空调箱体（1）相连的集水盘（15），在所述集水盘（15）的排水孔（15-1）上方的设有防喷水盖（16）以及与所述防喷水盖（16）相连并与所述集水盘（15）的内壁配合形成迷宫式结构的防喷水板（17）。
9.根据权利要求8所述的轨道车辆空调机组，其特征在于：所述防喷水板（17）是所述防喷水盖（16）的一端向所述集水盘（15）的盘底折弯而成，所述防喷水板（17）的自由端向所述排水孔（15-1）侧折弯形成L形迷宫单元。
10.根据权利要求8所述的轨道车辆空调机组，其特征在于：在所述空调箱体（1）的外侧设有与所述排水孔（15-1）相通的集水盒（18）。
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