汽车空调换热器的应用及发展

摘 要：本文主要探讨了汽车空调换热器的应用以及优化，就换热器的发展的相关问题进行了分析。

关键词：汽车空调；换热器

中图分类号：TB657文献标识码： A 文章编号：

1 引 言

汽车空调换热器包括蒸发器、冷凝器、散热器，是汽车空调的核心部件，其质量的好坏对空调的性能有着决定性影响，对其气密性有十分严格的要求，根据技术条件要求，对应的试验方法一般有两种，一种是通入一定压力的氮气，使用检漏仪检测，此方法仪器较贵且检测不准确，另一种方法是通入一定压力的氮气，放入清水中，要求 1~3min 无泄漏，即无气泡冒出，此方法简便易行且检测可靠度高，为很多企业所采用，如某企业对蒸发器和冷凝器的气密性要求和气密性试验方法规定为：蒸发器芯体应能承受 1.5MPa 的气压，在水中恒压 3min，无泄漏。气密性试验：将蒸发器芯体进、出口的一端堵住，另一端通入干燥氮气，保持压力 1.5MPa，浸入水中 3min，无泄漏。冷凝器芯体应能承受2.94MPa 的气压，在水中恒压 3min，无泄漏。气密性试验：将冷凝器芯体进、出口的一端堵住，另一端通入干燥氮气，保持压力 2.94MPa，浸入水中 3min，无泄漏。水检完的散热器需要储存在上在常温下晾干或者在温室中烘干，以保证后续工序的顺利进行，现存的散热器主要有两种。

2 现有结构分析

图1（a）所示主要由立柱、横梁、隔板及脚轮组成，立柱及横梁均为角钢材料，隔板为钢板材料，脚轮为带刹车器的万向轮，零部件之间采用焊接方式连接。散热器水检完毕底部相对分两排水平放置在隔板上，效果如图1（b）所示，此存在的问题是残留的水将直接下渗到各层隔板，由于透气性差和水无法及时排出，残存在隔板上的水分蒸发过程中会再次浸湿散热器，造成干燥时间长，相应的库存时间加长，影响生产效率，同时散热器在潮湿环境下存放时间过长，还会在一定程度上损坏散热器，减少其使用寿命。

图 2（a）所示的主要由立柱、四周横梁、中间横梁及脚轮组成，立柱和横梁均为角钢材料，脚轮为带刹车器的万向轮，零部件之间采用焊接方式连接。中间横梁与前后横梁间距由所存放散热器高度决定。散热器水检完毕底部相对分两排卡在前后横梁与中间横梁之间，效果如图2（b）所示，此克服了图 1 所示透气性差的缺点，而且残留水分可以在重力作用下自然下落，同时减少了隔板材料，节省了成本。存在的问题是水检完的散热器表面附着大量水分，水检或者转运过程中在重力作用下透过各层散热器最终落在车间地面上，污染车间环境，同时上层水不断下落到下层散热器上，当最上层散热器已干燥到满足装配要求时，靠近地面层散热器还残留大量水分，依然无法满足装配车间的整体要求，并且中间横梁与两端横梁焊接后宽度固定，只能适用于特定的散热器，在汽车工业日益发展的今天，汽车的更新换代速度越来越快，与整车配套的汽车空调也在不断更新，当一种产品停产之后，其使用的将被迫报废，造成资源的相对浪费。

3汽车空调的发展方向

3.1提高舒适性

当前大部分汽车空调采用的是制冷与采暖分开的两套独立的系统，控制上没有达到精确的量化水平，只能冬天开制暖，夏天开制冷，温度差不多就可以了。到了湿度大的冷天开暖气只会使人感觉浑身潮湿，闷的慌，这就需要开制冷来除湿。至于换气，也大多是打开门窗。随着人们生活水平的提高，对舒适性会提出更高的要求，因此以后的空调将是更加舒适的，全功能的，自动调节，使温度、湿度、空气新鲜度、气味等能同时达到要求。

3.2更趋自动化

最早的汽车空调是由一个加热器、一套通风系统和一个空气过滤器组成的。控制系统也是很简单的，手动控制，凭人的感觉来调节开关。因而温度、湿度及风量难以控制。随着电脑技术的日益发展，逐渐应用在汽车空调上，再加上各种先进的控制方法的应用，也使汽车空调的控制效果日趋完善，性能充分发挥出来。它利用多个传感装置感知车内及外界的状态，将信息传递给中央芯片进行处理，得出系统最佳运行模式，并控制运行。使得无论何种天气，车内始终保持最佳舒适状况。

3.3注重环保

早期的汽车空调制冷剂都是用R12，通称氟利昂，它们都属卤代物，分子中含有氯元素。众所周知，氟利昂在高空受紫外线照射催化分离出的氯原子与臭氧发生反应，生成氧气。近些年已经发现大气层存在臭氧层空洞，这与空调业广泛使用氨利昂有直接关系。 1987年签署的《蒙特利尔公约》要求限制使用氟利昂，并逐步禁用，1992年更进一步提出了对氟利昂的禁用期提前。目前公认的氟利昂替代物是R134a，它对臭氧基本没有破坏作用。华友公司在成立之初就意识到了环保的重要性，所生产的汽车空调都是采用R134a的环保型空调。但R134a同样存在温室效应，所以R134a也是过渡性的介质，CO2空调的发展已经在欧美等发达国家进行开发，并且在部分车型进行产业化，所有这些的变化，都要求换热器要进行革命性的变更。

4 结构优化设计

针对前两种汽车空调散热器存在的问题，在其结构基础上设计了如图3 所示的新型汽车空调散热器，其结构包括与前两种相同的立柱、横梁和脚轮，针对干燥时间问题，在最下层下方增加方盒形的储水装置，其它各层增加了漏斗形的排水装置。水检完的散热器分两排相背卡在两横梁之间，如图3所示，当最上层的水滴在其下方的漏斗形排水装置上时，能顺着中间的排水管流到下层漏斗中，与下层散热器的水分一同继续向下层排放，最终收集到位于最下层的储水装置内，该储水装置底部一侧边缘开有排水口，在水检及周转蒸发水分期间排水口用塑料塞密封，一个周转周期完毕，只需将推入污水排放出，拧下排水口塑料塞，即可将集水装置中的水分排出，进入下一个使用周期。针对无法通用问题，该设计在两侧横梁开槽，中间横梁两端各焊接一凸焊螺栓，与两侧横梁装配后通过蝶形螺母紧固，中间横梁与前后横梁之间的距离可以在一定范围内调节，一方面当切换生产时无须更换，另一方面当一种产品停产后可使用于新开发产品。

4.1 可调式横梁结构

为了能进一步实现该的通用性，满足现代企业发展的需求，在中间横梁与两端横梁的连接方式上变不可拆卸连接为可拆卸连接，如图 4 所示，在中间横梁两端各焊接一凸焊接螺栓，在两侧横梁上各开一长槽，中间横梁与两端横梁通过凸焊螺栓和蝶形螺母连接固定，当切换生产产品时，只需手动拧松蝶形螺母，前后移动中间横梁调节其与前后横梁距离，直到适合放置产品尺寸，然后拧紧蝶形螺母。

4.2漏斗形排水装置

为了能够更好地实现水分的排放，降低干燥时间，在结构优化设计时，加了一个漏斗形的排水装置，该装置的外形结构如图 5 所示，尺寸根据的结构设计，该装置为塑料注塑成型，上方为四边形，下方为圆形，中间斜面过渡，此设计可以保证落下的水分及时向下排出。该装置位于放置层下方，放置在焊接的角钢上，与放置层留有一定的距离，以保证空气流通性，如层与层之间间距较大，可在排水口下方接一段软管。

4.3方盒形集水装置

为防止各层排出的水分直接滴落在车间地面上，在最下层设计了此方盒形的集水装置，该装置为塑料注塑成型，下方开有排水口，使用中排水口通过塑料塞密封，当一个使用周期完毕，可将收集的水分及时排出，保证下一周期的使用，其在上的安装固定方式与漏斗形排水装置相同。

5 结 语

通过改进现存汽车空调散热器的结构，有效地改善了在车间使用过程中的不足，改善了车间环境，满足了定置管理的要求；将散热器的检漏、干燥、储存和周转一体化；保证了散热器干燥时间的一致性，提高生产线的生产效率；的通用性加强，有效减少了的报废率，降低了生产减低，提高了产品的市场竞争力。

［参考文献］

［1］ GB/T 4863-l985（2008），机械制造工艺基本术语［S］.

［2］ GB/T 1008-1989（2008），机械加工工艺装备基本术语［S］.