浅谈汽车冷凝器工作原理及工艺介绍

王军茂

摘 要：冷凝器是汽车空调回路里的关键部件，功能是将压缩机传送过来的高温高压的气态制冷剂转变成中温高压的液态制冷剂，同时将热量排放到空气中去，在空调回路中负责热交换的作用。

关键词：汽车空调系统 冷凝器 钎焊

Discussion about the Working Principle and Process Introduction of Automobile Condenser

Wang Junmao

Abstract：The condenser is a key component in the automotive air conditioning circuit. Its function is to convert the high temperature and high pressure gas refrigerant delivered by the compressor into a medium temperature and high pressure liquid refrigerant， and at the same time discharge heat into the air， which is responsible in the air conditioning circuit.

Key words：automotive air conditioning system， condenser， brazing

在汽车空调制冷系统中，压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器是必不可少的四大件，其中压缩机是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的设备，将蒸发器中吸收的热量连同压缩机做功所转化的热量一起传递给冷却介质带走。节流阀对制冷剂起节流降压作用，同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的量，并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。蒸发器是吸收热量的部件。制冷剂在蒸发过程中吸收掠过蒸发器表面的空气的热量，而导致周边空气温度降低，见图1、图2。

冷凝器的作用是将压缩机送来的高温、高压的气态制冷剂转变为液态制冷剂，制冷剂在冷凝器中散热而发生状态的改变。因此冷凝器是一个热交换器，将制冷剂在车内吸收的热量通过冷凝器散发到大气当中， 另外值得注意的是随着生产工艺的改进，当前市面上绝大部分干燥桶的设计都是集成在冷凝器上，不再作为一个单独的部件;干燥桶的作用有如下四點：

（1）补偿空调回路里制冷剂的泄露（主要是压缩机密封和管口连接区域）。

（2）过滤作用，阻止颗粒物在制冷剂回路中循环。

（3）干燥作用，吸收回路里面的水份。

（4）向膨胀阀提供纯液态制冷剂。

冷凝器结构及生产工艺：

冷凝器由一般由如下几个部分组成，入口连接块，出口连接块，装配支架（按装车结构而定），跳管（非必须），两侧集液管，干燥桶和散热芯子（管子和散热翅片），见下面示意图3。

热交换区主要由翅片和管子组成，如下图4、图5。

生产工艺流程一般为：翅片与管子冲压→芯子组装→两端集液管铆接→钎焊→测漏→成品包装。

冷凝器的材料选择：

冷凝器位于汽车前端迎风口，原材料几乎全为铝;长期的风吹雨淋，以及反复的吸放热和周期性的振动，会影响冷凝器的寿命，想要制备出散热性能优异，结构可靠耐久的冷凝器，对其材料性能有如下要求;

（a）导热性能优异;

（b）良好的机械性能;

（c）加工性和钎焊性好;

（d）良好的经济性。

其中为了保证良好的散热性能以及产品寿命，作为散热功能的核心部件管子和翅片，一般是选择改良后的3系长寿命铝合金;同时因钎焊工艺要求，管子两面包覆了 10%的Clad复合层，复合层一般选用4045或4343的铝合金;翅片选用AA3003modified（含ZN一）般，翅片的化学电位设计低于管子，目的是在发生阳极氧化时，先腐蚀翅片，可以有效的延长管子的使用寿命，另外，如果客户有内部腐蚀要求的，亦可在管内部增加复合层7072作为牺牲层，使腐蚀路径变成横向腐蚀，延长管子的寿命。

钎焊炉温一般设置在600°左右，处于复合层和芯层金属熔点中间;由于表层的4045材料熔点低于芯层金属（4045熔点约577度，芯层3003金属熔点在640°以上）在经过钎焊炉时，皮层4045材料完全或部分液化后在管子表面开始流动，通过毛细作用填充在管子与翅片的焊脚;凝固后形成坚固的焊脚同时也保证了良好的热传导;对于钎焊的温度和时间需严格管控，因其直接影响到产品的最终性能，钎焊温度偏低或时间不够可能导致复合层未能融化，导致钎焊不良，产品泄露;时间过长或温度过高，复合层Si向基体扩散，从而减少了皮材中共晶组织含量，同时增加了初晶铝的比例，这样会加剧溶蚀现象，导致产品机械性能及耐腐蚀性降低。

当前汽车市场竞争日益激烈，节能减排，成本优化是大势所趋，作为汽车铝热交换器不断追求的小型化，高可靠性、高热传导性、长寿命及低成本是永恒的主题;

在开发新材料和新工艺时必须平衡各种性能之间的关系，在降低成本的同时必须满足客户的各项要求，保持产品竞争力，立足长远，企业才能有更好的发展。