发布于 10-16 10:27:36
汽车空调中的冷凝器和蒸发器统称为热交换器。热交换器的性能直接影响汽车空调的制冷性能。其金属材料消耗大，体积大，质量占整个汽车空调装置总质量的50%～70%，它所占据的空间直接影响汽车的有效容积，布置起来很困难，因此使用高效热交换器是极为重要的。
汽车空调装置中的冷凝器和蒸发器要与压缩机相匹配，还应和节流膨胀机构相适应，其在制冷系统中的安装位置和结构如图2-28所示。冷凝器和蒸发器的工作状态，直接影响到制冷系统的能力（制冷量）、压缩机功耗及整个空调装置的经济性。因此，对冷凝器和蒸发器性能的评价，首先应考虑它们对制冷系统性能的影响。
图2-28 冷凝器的结构及安装位置
一、冷凝器的结构
1.冷凝器的作用
冷凝器的作用是对压缩机排出的高温高压制冷剂蒸气散热降温，使其凝结为液态高压制冷剂。气体状态的制冷剂在冷凝器中得到液化或冷凝，制冷剂进入冷凝器时几乎为100%的蒸气，而当其离开冷凝器时并非为100%的液体，因为仅有一定量的热能在给定时间内由冷凝器排出。因此，少量的制冷剂以气态方式离开冷凝器，但由于下一步是储液干燥器，故制冷剂的这一状态并不影响系统的运行。与发动机的冷却液散热器相比较，冷凝器承受的压力比发动机的冷却液散热器高。安装冷凝器时，注意从压缩机排出的制冷剂必须由冷凝器的上端入口进入，其出口必须在下方，否则会引起制冷系统压力升高，导致冷凝器胀裂的危险。
多数情况下，由于车祸等原因损坏的冷凝器是不能修理的，需换新品。但是出现冷凝效率降低、散热器温度升高的故障必须及时排除。由于制冷剂泄漏、发动机机油冷却器泄漏、液力传动工作液冷却器泄漏等，会使尘埃、沙子、小昆虫等附着在翅片间，日积月累，愈积愈多形成积垢，使气流不能顺利通过冷凝器，导致冷凝效率下降。因此，要对冷凝器及时维护，用刷子沾上溶液，清理掉翅片间的污垢。
2.冷凝器中制冷剂的放热过程
冷凝器中制冷剂的放热过程有三个阶段，即降低过热、冷凝、过冷。
进入冷凝器的制冷剂是高压过热气体，首先是降温至冷凝压力下的饱和温度，制冷剂仍为气态。然后，在冷凝压力下，因放出热量而逐渐冷凝成液体，此过程温度保持不变。最后，继续放出热量，液态制冷剂温度下降，成为过冷液体。
汽车空调冷凝器属于风冷式冷凝器，它一般布置在车头部的散热器前面，冷凝温度较高，所以必须保证较好的通风效果以增强冷凝器的散热能力，汽车空调除了有正常行驶时的迎面风冷却以外，一般还配备有电子风扇，同时还应使冷凝器本身的结构和材料有助于其散热。
3.结构形式
汽车空调冷凝器有管片式、鳍片式、管带式以及平行流式4种。
（1）管片式冷凝器 管片式冷凝器由安装在一系列薄散热片上的制冷剂螺旋管组成，如图2-29所示。在发动机舱有限的空间内，这种设计结构可以提供最大的散热面积。冷凝器接收来自压缩机的高温高压制冷剂蒸气，制冷剂蒸气从冷凝器顶部流入并流过螺旋管。按热的自然趋向从热制冷剂顶部流入并流过螺旋管，热制冷剂蒸气中的热量经散热片向大气中散发热量。当制冷剂蒸气冷却并经过冷凝器向下流动时，就会达到发生冷凝的温度。气态制冷剂即变为液态制冷剂。在冷疑点时，制冷剂释放出更多的热量。冷凝器底部的制冷剂是温的高压液体。在以平均热负荷运行的汽车空调系统中，冷凝器螺旋管上部的2/3为热的制冷剂蒸气，而下部1/3部分为液态制冷剂。这种高压液态制冷剂从冷凝器排出并向前流入蒸发器。
（2）鳍片式冷凝器 一般换热器的管子和散热片是两个独立构件，需用镶嵌、胀管、焊接等办法将它们连接在一起。若两者接触面贴合不紧，不仅影响传热效果，而且整体强度和耐振性能也要降低，为此，出现了鳍片式结构。这种结构是在特殊形状铝型材的散热管表面直接铣削出鳍片状散热片（图2-30）然后再弯曲成蛇形管，故称为鳍片式冷凝器。这种形式由于片、管是一体，抗振性特别好，同管带式相比，散热性能可提高5%，省材25%，管片之间无需焊接，可在常温下加工，所需加工的能耗少，所以它曾一度被认为是最先进的车用冷凝器。但由于需要专用的铣削设备，弯管也需专用夹具，故一时还难以大量推广。国产的标致轿车的空调冷凝器即采用这种结构。
图2-29 管片式冷凝器
图2-30 鳍片式冷凝器
（3）管带式冷凝器 管带式冷凝器如图2-31a所示，其一般是将小扁管弯成蛇管形，其中放置三角形的翅片或其他类型的散热片。这种冷凝器的传热效率比管片式冷凝器提高15%～20%。
（4）平行流式冷凝器 平行流式冷凝器也是一种管带式结构，如图2-31b所示，其由圆筒集流管、铝制内肋管、波形散热翅片以及连接管组成，是专为R134a提供的新型冷凝器。如图2-31所示，平行流式冷凝器与管带式冷凝器的最大区别是：管带式只有一条扁管自始至终地呈蛇形弯曲，制冷剂只是在这一条通道中流动而进行热交换。由于其流程长，，管带式的管道压力损失大。又由于进入冷凝器时制冷剂是气态，比体积大，需要的通径大；出冷凝器时已完全变成液态，比体积小，只需要较小的通径。而普通管带式结构的管径从头至尾是相同的，这对充分进行热交换是不利的，管道内空间未被充分利用；而且增加了排气压力及压缩机功耗。而平行流式冷凝器则是在两条集流管间用多条扁管相连，将几条扁管隔成一组，进入处管道多，逐渐减少每组管道数，实现了冷凝器内制冷剂温度及流量分配均匀，提高了换热效率，降低了制冷剂在冷凝中的压力损耗，这样就可减少压缩机功耗。由于管道内换热面积得到充分利用，对于同样的迎风面积，平行流式冷凝器的换热量得到了提高。
这种结构的散热性能较管带式冷凝器提高了30%～40%，通路阻力降低了25%～33%，内容积减少了约20%，大幅度地提高了它的热交换性能。
图2-31 冷凝器的形式
a）管带式冷凝器 b）平行流式冷凝器
二、冷凝器的检修
1.冷凝器的检查
如果是冷凝器进、出口处出现泄漏，可能是密封圈老化出现泄漏造成的，需要紧固或更换密封圈；如果是冷凝器本身泄漏，则应拆下进行修理。检查冷凝器的外观，看冷凝器外表面有无污垢、残渣翅片是否倒伏，如果有则会造成冷凝器散热不良。
用歧管压力表检查冷凝器内部是否脏堵，如果发现压缩机高压过高，不能正常制冷，冷凝器导管外部有结霜或下部不烫的现象，则说明导管内脏堵或因外部压瘪而堵塞。
2.冷凝器的拆卸步骤
冷凝器的拆卸步骤如图2-32所示。
①使用专用冷媒回收加注设备将制冷剂抽空。
②拆下蓄电池负极接头。
③拆下散热风扇电源插头，然后拆下散热风扇组。
④拆下散热器进水管和出水管，将端口用干净的棉纱塞住，以免冷却液流出；也可以先用容器收集冷却液，等散热器安装完毕后再倒入膨胀罐中进行使用。
⑤拆下散热器，拆下后要注意妥善放置，勿在散热管带上放重物或磕碰。
⑥拆下C管（冷凝器至储液干燥器管路），如图2-33中箭头所示，拆下后封闭管口，防止异物进入。
图2-32 冷凝器总成拆装
1—D管（压缩机至冷凝器管路） 2—C管（冷凝器至储液干燥器管路）
图2-33 拆卸冷凝器管路
⑦拆下D管（压缩机至冷凝器），拆下后封闭管口，防止异物进入。
⑧拆下前保险杠托架。
⑨旋出4个螺栓（如图2-34中箭头所示），拆下导向件。
⑩旋出固定螺栓，从车身上拆下冷凝器。
3.冷凝器的检修方法
①如仅仅是因为外表脏污而造成冷凝器的散热片被堵塞，则可用水直接清洗，或用压缩空气吹。但注意不要损伤冷凝器散热片，如发现散热片弯曲，可使用旋具或手钳加以矫正，不必拆卸冷凝器。
②如果冷凝器散热风扇有问题，也不必拆卸冷凝器，可直接修理风扇。
③如果是冷凝器泄漏，可在泄漏处进行焊补。
④如果冷凝器导管脏堵，或导管外部折瘪，可将该处剖开修理，然后进行焊补或更换总成。
⑤修理完毕装配时，注意出口和入口，切勿接错，并且要加入一定量的冷冻机油。
4.冷凝器的安装注意事项
冷凝器的安装顺序与拆卸相反。
图2-34 冷凝器的拆装
冷凝器安装在压缩机出口与储液干燥器入口之间。轿车的冷凝器一般装在发动机散热器的前边，利用发动机冷却风扇吸入的新鲜空气和汽车行驶时产生的通风进行冷却。在有的大型客车上，把冷凝器装在车厢两侧或车厢后侧和车厢顶部。冷凝器远离发动机时，在冷凝器旁都装有辅助散热风扇强制冷却。
学习提示：
安装时应注意以下两点：
①连接冷凝器管接头时，要区分哪里是进口，哪里是出口。进口位置应该处于上方，出口位置在下方。因为液态制冷剂会在重力作用下自然流到底部，从出口管流出而进入储液干燥器。反之，冷凝器内会积满制冷剂，这会使冷凝器的传热性能下降，同时会引起系统压力升高，从而导致冷凝器胀裂。
②在未安装管接头时，不要长时间打开连接管口的保护盖，以免潮气进入。
