旋轉吧!渦卷窺探渦卷式壓縮機的奧妙

旋轉吧!渦卷窺探渦卷式壓縮機的奧妙

上期報導中我們提到「渦卷式壓縮機」,其實不只CR-V,還有許多日裔國產車均配置這種設計,只要兩年更換一次「乾燥瓶」,它就可以同時提供卓越的冷房與省油效率。

這個長得像衛星雲圖上颱風模樣的金屬叫「渦卷」,它是渦卷式壓縮機的心臟,有了它汽車冷氣的效率更好、引擎的負載更低、空調系統的耐用度更高,最重要的是油錢也可以省很多。這個利害的玩意並不是國外獨有,台灣就有製造廠,年產量達六萬顆、還名列世界十大廠之一,他們是恆陞精密科技,「TAI-Q」是他們的自有品牌,在一探渦卷式壓縮機的神奇同時,順便見證壓縮機市場上的「台灣之光」。

黑色螺旋狀的物品就是兩組渦卷件接合的部位,創造緊密結合卻低摩擦損耗功率的運作環境。

接待我們的陳茂嘉總經理在開場介紹時提到自有品牌「TAI-Q」,「TAI」就是代表Taiwan,可以看得出恆陞相當自豪產品能讓全世界看得到臺灣。沒錯,恆陞精密科技是台灣唯一致力研發生產「全新」渦卷式壓縮機的製造商,目前擁有美國、中國大陸及台灣的專利權,95%外銷產能有70%輸出至北美地區,東南亞、中東及歐洲也能見到「TAI-Q」製品,內銷市場則受限法令窒礙難行,這且容後再述。

渦卷式壓縮機(Scroll Type Compressor)的應用相當廣泛,裝載在汽車上卻是近十餘年的事,在此之前,車用冷氣壓縮機大多為活塞往復式(Piston),如同引擎汽缸般的運作原理,活塞往復有所謂的上下死點,導致壓縮功率僅能達到65%,活塞與缸體間的摩擦相對造成能量損耗讓引擎負載變大,同時擁有較大震動,體積龐大增加車輛負重進而增加油耗且不環保。

渦卷式壓縮機體積小、重量輕,利用兩組具「漸開線型」的渦卷件相互嚙合達到100%的壓縮功率,兩組渦卷線型緊密結合卻不互相碰撞,磨擦係數低進而減輕引擎負擔。同時因運轉時扭矩變化較小,震動只有活塞往復式的15%,噪音與震動大幅降低。加上零部件比起活塞式少了三分之一,維修保養也顯得簡單許多,耐用度也能獲得保障。目前運用在新車市場上的占有率約15%並逐漸成長中,顯見渦卷式壓縮機已然是新世代的空調系統主流設計。

渦卷式壓縮機體積小、重量輕,運用培林滾珠的離合器也是創造壓縮機順暢運作的功臣之一。

統聯實測報告

渦卷上身省10%

現在油價不斷攀升,冷氣空調是增加油耗的主要兇手,許多人開車寧可滿身汗也不願按下「A/C鍵」,而渦捲式壓縮機的高效率、輕負載、低震動噪音帶來的革命性影響,在油價高漲的今日更顯重要。到底能夠比傳統活塞式壓縮機省多少,一份由統聯客運提供的實測報告即可說明一切。

遊覽車的空調系統優劣與否,關係車內空調效率及引擎運轉狀況,畢竟在高負重的情況下還要負擔「夠力」的空調,這是既費油又不環保的作為。統聯客運特別針對使用「TAI-Q」渦卷式壓縮機與活塞往復式壓縮機的車款進行測試,在平均時速90km/h的情況下,前者的平均油耗為4.1k/L,後者為3.8km/L,每天8小時720公里的行程就可省下14公升左右的燃油、462元的油資。一部車一個月就能省下13860元,一年就省下168630元,那一整個車隊呢?節省數百萬不是夢吧!

從粗胚到成品,都得經過3D檢測這一關,確保渦卷線型符合規範,組裝完成後的運轉品質才能有保障。

在陳總經理帶領下參觀工廠,筆者滿腦袋還在盤算「統聯」到底省了多少錢,卻不得不被眼前的專業化機具與系統化生產流程吸引,每一具壓縮機的渦卷件粗胚,經過沖床切割後的成品,都得經過高精度3D儀器逐一檢視渦卷線型曲度,然後才進行組裝。組裝完成後還得經過破壞測試(測試壓縮機的極限)、壓力測試(高壓吸入、低壓吐出是否合乎規範)、耐久測試(模擬實車狀況)、測漏(20kg高壓氣體灌入)等關卡,若是輸出熱帶或沙漠地區,就得再經過實車安裝測試,在密閉實驗室中控制溫度與濕度,確保所有成品的品質皆有最高水準。

令人好奇的是,如此嚴格的製造流程想必製造成本不低,難怪原廠壓縮動輒報出二~三萬的零件價格,再生的壓縮機則約四、五千元,厚著臉皮詢問陳總,全新的壓縮機賣多少錢,原來只比再生的貴一、二千元,不過很可惜的是,台灣消費者買不到國產的「TAI-Q」壓縮機!

從粗胚到成品,都得經過3D檢測這一關,確保渦卷線型符合規範,組裝完成後的運轉品質才能有保障。

貨物稅卡關

便宜好貨無緣買

買不到!難道好東西只能賣給外國人,台灣市場就只能買進口貨嗎?陳總很無奈的表示並非故意忽略國內市場,恆陞也很想經營國內的售服市場,只不過礙於160%的貨物稅,精算之後本地製品成本比進口貨還貴,價格毫無競爭優勢,只好把重心放在國外市場。

依照「國內中央系統型及汽車冷暖氣機」的貨物稅法令,壓縮機雖為車用空調的心臟,卻被法條視為整體空調系統,以單一物品20%的貨物稅計算,除壓縮機外,車用空調系統所包含的水箱、乾燥瓶等共計八大項零件的貨物稅得全算在壓縮機上,所以有160%的高額稅制。我們認為,車用零件與其他冷卻系統並不能統一視之,這項法令實有檢討之必要。

渦卷式壓縮機的好處在前文已然說明,各大車廠也陸續採用致力改良汽車空調,國內也有專精業者製造生產,卻被未跟著時代前進的法令無情斬斷發展前途,政府的確該仔細檢討相關法令與配套措施,鼓勵汽車製造廠使用渦卷式壓縮機,甚至補貼車主購買,畢竟這是「馬上」就能看到效果的綠色產品。如此一來可以強化製造商生產意願,一般消費者也能減少壓縮機維修成本,試想,倘若國內消費者能有管道購買高品質、低消費的壓縮機,進而達到低功耗、低排放的行車環境,這不是節能、環保又省荷包嗎?

恆陞的努力與能力筆者見識到了,期待國內法令重新檢討,讓更多國內消費者也能一齊見證、享用渦卷式壓縮機的「台灣之光」。


車用空調發展史

渦卷式創新革命

汽車工業發展超過100多年,不過汽車與冷氣空調的結合卻僅發展半個世紀,1927年,美國出現第一台汽車空調裝置,不過嚴格來說只能算是「加熱器」,讓車艙內保有一定熱量進行保暖。直到1939年,才利用「改進」過的冷氣機加裝在轎車上,算是汽車空調的始祖。此後,汽車空調設備漸普及世界,根據需求與技術的演進不斷精進,從傳統的活塞往復式、斜盤往復式、葉片迴轉式一直到最新的渦卷式壓縮機。

而創新改良的渦卷式壓縮機具有安靜、節能、效率高的優點,渦卷式壓縮機的「渦卷線型理論」早在1902年即有法國學者提出,只不過當時的技術並不足以將理論付諸實際,直到後來才由「日本Sanden」及「Hitachi」公司開發並成功量產,除應用在汽車空調外,也在生活與工業化應用獲得一致好評,渦卷式壓縮機的出現,就像是汽車空調系統的工業革命,將車用冷氣引領到新的境界。

從「活塞往復式」進化到「渦卷式壓縮機」,是汽車空調革命的一大創舉。

國產車廠使用渦捲式壓縮機車型一覽

車廠    車型
Toyota  Corolla、Yaris
Honda   City、Civic、CR-V
Ford            Focus、Mondeo
Mitsubishi      Colt Plus、Grunder、Lancer、Outlander、、Savrin、Zinger

 

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