第二节 冷凝器

第二节 冷凝器

汽车空调中的冷凝器和蒸发器统称为热交换器。其金属材料消耗大,体积大,重量占整个汽车空调装置总重量的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。

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。

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,即过热、冷凝、过冷。

进入冷凝器的制冷剂是高压过热气体,首先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,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。

3.冷凝器的结构形式

汽车空调冷凝器有管片式冷凝器、鳍片式冷凝器、管带式冷凝器以及平行流式冷凝器四种。

(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。

(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(图2-30),需用镶嵌、胀管、焊接等办法将它们连接在一起。这种形式由于片、管是一体的,因此抗振性特别好。

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,它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(图2-31b),它由圆筒集管、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。平行流式冷凝器与管带式冷凝器的最大区别是:管带式冷凝器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,管带式冷凝器的管道压力损失大。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,形成进入处管道多,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的目的,提高了换热效率。

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,需要紧固或换密封圈;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。

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。

图2-32 冷凝器的拆卸步骤

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

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散热器进行使用。

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。

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。

图2-33 拆卸冷凝器管路

图2-34 冷凝器的拆装

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)如果冷凝器泄漏,可在泄漏处焊补。

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。

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。冷凝器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的严重故障。

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