从物理因素浅谈汽车空调蒸发器的发展趋势

作者:唐国艳 刊名:科教文汇(上旬刊) 上传者:马雷

【摘要】本文介绍了影响汽车空调系统蒸发器的物理因素,总结了汽车空调系统蒸发器设计方法及未来发展趋势,通过对比得出最合理的设计方案。

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1简介随着我国经济的持续增长,人们的生活水平和消费水平也有相应的提高,汽车成为越来越多的中国家庭的消费品。有车一族的数量逐渐扩大,因而消费者对汽车驾驶舒适性的要求有了更高的标准,汽车空调行业也应运而生。近年来,环境保护和节约能源问题成为全球关注的焦点,也成为影响汽车行业快速发展的决定因素,各种替代能源动力汽车的出现,也为汽车空调行业提出了新的技术挑战。国际汽车市场竞争日趋激烈,为获得市场份额,制造出质优价廉、环保安全、乘用舒适和低污染排放的汽车成为汽车制造商的奋斗目标,汽车制造商不断地根据用户的要求更新汽车设计,并期望通过利用新技术来提供更好的性能。汽车空调系统作为影响汽车舒适性的主要构成之一,为汽车提供制冷、取暖、除霜、除雾、空气过滤和湿度控制功能。决定汽车空调制冷与取暖的核心部件则是空调蒸发器。本文从影响汽车空调蒸发器的物理因素及市场现状预测未来汽车空调蒸发器的发展趋势。2汽车空调蒸发器汽车空调利用蒸发器制冷,就是采用沸点极低的制冷介质在气化过程中吸收热量这一原理将驾驶舱内空气中的热量转移给制冷剂,最终通过车前冷凝器带至车外大气中,达到车室内降温的目的。蒸发器换热物理状态的好与坏,将直接影响整个汽车空调系统的匹配与制冷效率,包括制冷量、发动机功耗、空调本体的体积以及制造成本。从汽车空调诞生到目前阶段,汽车空调蒸发器大致经历了几个技术发展阶段。2.1管片式蒸发器管片式蒸发器是采用铝片套在圆管上的散热器。用胀管的加工方式将铝散热片固定在管子上,达到与管壁紧密贴合的结构从而达到散热的目的。圆管多采用铜直管。铝片厚度一般要求0.10.2mm。管片式蒸发器的优点是散热体积大,加工容易,管路接头容易设计等;缺点是重量大,换热效率差,要求车箱布置的空间大,目前管片式蒸发器主要应用于大中型客车空调系统。2.2管带式蒸发器管带式蒸发器是由弯成S形的多通道扁管插入波浪形翅片,在利用夹具或者捆扎带扎紧的状态下,放入钎焊炉中焊接而成。这种蒸发器的材质均为铝材合金,要求焊接的技术难度大,大多采用双面复合焊料的铝材进行焊接。管带式的扁管内带有肋条,这样不仅可以提高扁管的耐压性能,还提高了传热效率。扁管的孔数从328不等,宽度从22108mm不等。扁管厚度从5mm向1.5mm方向发展,壁厚从0.7mm逐渐向0.35mm发展。图1带内肋条的扁管管带式采用全铝材质,有重量轻、管子接头易焊接、泄漏可能性小等优点,但是焊接工艺比较复杂。2.3层叠式蒸发器层叠式蒸发器是基于管带式蒸发器发展起来的,层叠式顾名思义,即是由两片以连续模具冲压而成的铝板扣压在一起组成冷媒通道,而后层叠式罗列起来的结构。每两组通道之间夹带翅带。层叠式蒸发器也采用铝材焊接,要求铝材为双面复合层焊料。对焊接的工艺技术要求更高,如果两片铝板之间有轻微裂缝就会导致泄漏。虽然焊接技术难度大,但层叠式蒸发器换热效率高,结构最紧凑,最适合轿车所需要的空间狭小要求,因此是目前轿车空调主要采用的蒸发器结构。日本三电公司制造的70mm和50mm厚度的层叠式蒸发器,在两片层流板之间还夹有内翅片,不仅增大了制冷剂流通面积,而且还大大提高了蒸发器的耐压性能与破坏性能。图2为三电公司的50mm蒸发器的结构图;图3为50mm蒸发器的内部剖视图。图250mm蒸发器的结构图1流板A;2测流板B;3层流板;4隔流板;5端流板A;6端流板B图350mm蒸发器的内部剖视图由于增加了内翅片焊接结构,使层叠式蒸发器具备了传热面积大,换热快等物理优点。内翅片的厚度仅有0.1mm,利用特殊的滚刀模具加工而成,铝材采用双面焊料。双面焊料铝材的材料有几种,可

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