汽车空调管路剖析

2011年3月Confidential1.汽车空调管路简介及分类2.汽车空调管路的组成3.汽车空调管路的加工4.设计管路时注意的问题5.汽车空调管路设计中常出现问题汽车空调管路简介：由于汽车空调的各部件总成一般分散安装在汽车的各个部位，汽车空调管路将这些部件总成连接起来，组成一套完整的汽车空调系统。如果说压缩机是空调系统的心脏，汽车空调管路就是空调系统的血管。汽车空调管路一般由铝管，空调胶管及其他管路附件组成。目前汽车空调中使用的制冷剂为R134a。汽车空调管路的分类按照压力分类：高压管：由压缩机到膨胀阀之间的汽车空调管路（红色）。低压管：由膨胀阀到压缩机之间的汽车空调管路（蓝色）。按照制冷剂状态分类：气态管：管路中制冷剂状态为气态。液态管：管路中制冷剂状态为液态。压缩机蒸发器冷凝器膨胀阀气态液态汽车空调管路的组成1.铝管2.接头（压板，接头，螺母等）3.空调胶管4.空调波纹管5.铝套6.充注口7.视液镜8.压力开关9.O形圈10.塑料堵帽目前我公司采用的铝管有Ø8.2×1.5，Ø9×1.5，Ø11×1.8，Ø12×1.8，Ø16×1.8五种，Ø8.2×1.5和Ø9×1.5铝管主要用于液态管中（冷凝器-膨胀阀-蒸发器连接管），Ø11×1.8和Ø12×1.8铝管主要用于气态高压管中（压缩机-冷凝器连接管），Ø16×1.8主要用于气态低压管中（蒸发器-压缩机连接管）。目前我公司采用的铝管材料为3003-H12和6063-T4两种。参考标准GB/T4437.1-2000。铝材牌号状态成份性能状态下参数3003H12Fe0.7%Mn1.0~1.5%，Si0.6%Cu0.05~0.2%Zn0.1%Al余量极佳的成型加工特性，高耐腐蚀性，良好的焊接性能和导电性，3003用于加工需要有良好成型性能，高的抗腐蚀性可焊性好的零件部件，或要求有这些性能又需要比1系列铝合金强度高的工具。抗拉强度：≥95MPa断后伸长率：22%6063T4Fe0.35%Mn0.1%Mg0.45~0.9%Si0.2~0.6%Zn0.1%Ti0.1%Cr0.1%Cu0.1Al余量加工性能极佳，优良的的可焊接性，挤出性及电镀性，良好的抗腐蚀性，韧性，易抛光，阳极氧化处理效果优良，是典型的挤压合金抗拉强度：≥130MPa断后伸长率：12%规定非比例伸长应力δp0.2：70MPa汽车空调管路的接头形式有多种，目前我们采用的接头形式为螺纹连接和压板连接。压板连接：将铝管与铝管或其他部件以压板的形式连接起来。在紧固螺纹时，胶管很可能被扭转，这种存在扭转剪切应力的胶管会过早疲劳损坏，同时这种扭力会有使接头松开的趋势。所以现在空调部件更倾向于采用压板结构。螺纹连接：将铝管与铝管或其他部件用螺母和外牙螺纹连接起来。目前我们使用的公制螺纹规格有M16×1.5，M20×1.5，M22×1.5，M24×1.5，英制螺纹规格有5/8-18UNF，3/4-16UNF，7/8-14UNF。。我公司目前的螺纹接头分A型接头与B型接头。A型接头密封方式为径向密封。铝管外径接头类型密封圈螺母配接接头Ø8.2A16.8×1.9M16×1.5外螺纹接头M16×1.5Ø11A26.8×1.9M20×1.5外螺纹接头M20×1.5Ø12A310.8×1.8M20×1.5外螺纹接头M22×1.5Ø16A413.8×2.4M20×1.5外螺纹接头M24×1.5B型接头密封方式为端面密封。铝管外径接头类型密封圈螺母配接接头Ø8.2B17.8×1.9M16×1.55/8-18UNF外螺纹接头M16×1.5外螺纹接头5/8-18UNFØ11B26.8×1.9M20×1.53/4-16UNF外螺纹接头M20×1.5外螺纹接头3/4-16UNFØ12B310.8×1.8M22×1.5外螺纹接头M22×1.5Ø16B413.8×2.4M24×1.57/8-14UNF外螺纹接头M24×1.5外螺纹接头7/8-14UNF我们现有的压板分为(xx为数字编号):压缩机开口压板（YB1XX）压缩机圆压板（YB2XX）蒸发器开口压板（YB3XX）蒸发器圆压板（YB4XX）干燥罐压板（YB5XX）膨胀阀压板（YB6XX）水管压板（YB7XX）冷凝器压板（DZ13241824501/YB8XX）管路压板（YB9XX）现有各压板图纸看考管路压板汇总。目前我公司采用的空调管共有五层，分别为：内胶层：CR（氯丁橡胶）尼龙层：PA中胶层：NBR（丁腈橡胶）编织层：PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）外胶层：EPDM（三元乙丙胶）胶管规格空调管系列规格内经尺寸(mm)外径尺寸(mm)对应铝管外径（mm）A10A10-15.2BΦ15.2±0.4Φ23.0±0.516A20A20-5/16Φ8.2±0.3Φ19.0±0.58.2/9A20-13/32Φ10.5±0.4Φ23.0±0.811/12外胶层内胶层尼龙层中胶层编织层波纹管特点：1、刚柔兼备，在具有足够的力学性能的同时，兼备优异的柔韧性。2、与板式管材相比，单位长度的波纹管质量轻，省材料，降能耗，价格便宜。3、耐化学腐蚀性强，可承受周围环境中酸碱的影响。4、波纹形状能加强管道对周围环境的负荷抵抗力，又不增加它的曲挠性，以便于连续敷设在凹凸不平的物体上。5、接口方便且密封性能好，容易搬运，安装方便，减轻劳动强度，缩短工期。6、使用温度范围宽，阻燃，自熄，使用安全。7、电气绝缘性能好，是电线套管的理想材料。波纹管规格：公称规格材料内径外径对应胶管规格20PP20.1±0.524.5±0.5A20-5/1625PP25.1±0.529.5±0.5A20-13/32A10-15.2B铝套是用来连接铝管和空调胶管的。将铝管和空调胶管插入铝套，用扣压机上扣压铝套，达到密封铝管与胶管的目的。铝管外径铝套外径中心孔直径铝套壁厚8.2238.31.59239.11.5112711.11.5122712.11.5162716.11.5铝套规格表汽车空调充注口分为低压充注口和高压充注口，分别由阀座，阀芯和充注阀堵帽组成，用于给空调系统充注制冷剂。一般低压充注口焊接在低压气态管上即蒸发器-压缩机连接管上；高压充注口焊接在高压液态管上，即冷凝器-蒸发器连接管上。低压充注口空调管路中所用的O形圈要求有较好的耐HFC-134a和冷冻油能力，我们采用的O形圈材料为HNBR（氢化丁腈橡胶）。为了区别于其他系统，防止装配错误，一般把采用的HNBRO形圈采用绿色标记。序号内径D1线径D2沟槽直径沟槽宽度16.81.97.4±0.12.6±0.127.81.98.8±0.12.6±0.1310.81.811.7（端面密封）410.82.412.1±0.111.2（端面密封）3.2±0.1513.82.414.9±0.116.2（端面密封）3.2±0.1常用O形圈规格塑料堵帽是安装在空调管路接口处，用来防止各种杂质进入空调管路内部。仓库领料下料去毛刺倒角旋尾端末加工旋槽倒角去毛刺检验端末尺寸焊后清洗焊缝检验焊接压板阀座装配螺母焊前清洗检验弯管尺寸钻孔弯管检验清洗结果装配阀芯打标装O形圈套塑料袋胶管下料装配铝套扣压入库整体检验检验气密性扣压装配铝套套波纹管波纹管下料旋槽工作原理是通过三个高速旋转的滚轮绕芯轴旋转并挤压使铝管发生形变。旋沟机主要用于一些槽状结构的成型。目前我公司主要用于生产旋槽硬管接头A系列及旋尾结构。旋沟机工作原理REF30旋沟机端末加工工作原理是用压力通过端末成型模具将铝管端口处挤压成需要的结构。目前我公司的端末加工主要用于空调管A型，B型接头以及水管接头处。EF30-4端末加工机CNC18TDR（M2.5）三维数控自动弯管机CNC18TDRE三维数控弯管机是通过控制Y方向（沿管径方向），B方向（平面折弯方向），C方向（空间旋转方向）完成整个铝管的折弯。该自动弯管机可以自动将XYZ坐标转化为YBC坐标。铝管外径中心折弯半径夹模宽度Ø8.2R1516Ø9R1516Ø11R2020Ø12R20/R1520Ø16R2530/15Ø22R35/R42/R4850扣压机扣压机的作用是将铝套，铝管和空调胶管扣压到一起，最终起到密封作用。铝管外径胶管规格扣压量Ø8.2A20-5/1618.7±0.2Ø9A20-5/1619.2±0.2Ø11A20-13/3222.6±0.2Ø12A20-13/3223.0±0.2Ø16A10-15.2B23.3±0.2管路扣压量表目前铝件与铝件之间的连接都是靠焊接实现。目前我们采用的焊丝是4047，焊剂为QJ201。该焊剂在焊接后对铝材有腐蚀性，所以在焊后必须进行清洗。焊接图FHC-BL18半自动铝锯料机胶管切割机1.在设计管路时，在空间允许的范围内，铝管布置尽可能简单，结构尽可能简单，折弯尽可能少。2.在设计管路时，尽可能采用现有压板，没有相同压板时，尽量采用现有型材。3.铝管的折弯半径按照现有折弯半径表执行，两弯中间的直线段长度不得小于夹模宽度，两端的直线段长度不得小于1倍管径。4.铝管，空调胶管，空调波纹管对应表铝管外径空调胶管规格空调波纹管规格Ø8.2A20-5/1620Ø9A20-5/1620Ø11A20-13/3225Ø12A20-13/3225Ø16A10-15.2B255.管路设计时接头形式应尽量选用现在已有的。6.空调管路应符合QC/T664-2000《汽车空调（HFC134a）用软管及软管组合件》的规定。6.1空调管路的拉伸性能符合下表：6.2空调管路的最小爆破压力为12MPa。6.3空调管路的检测压力为高压管3.5MPa，低压管2.5MPa。胶管内径，mm最小拉脱力，N8.2159010.5227015.22490L≤10±0.210＜L≤50±0.550＜L≤100±1200＜L≤500±2500＜L≤1500±51500＜L±10角度±1°7.管路设计时未注公差按下表执行。汽车空调管路设计中常出现问题：1.设计的管路在实际加工中无法实现。目前我们管路加工设备有限，对于一些较为复杂的管路无法加工，所以要求设计者熟悉管路加工工艺，在设计管路时尽量避免复杂结构。2.铝管与空调胶管处扣压量不当。扣压量不足，容易使制冷剂通过连接处进入中间层而向外渗漏，或使胶管鼓泡；扣压量过大或扣压不均匀，使胶管局部出现铆压裂纹或压缩过量，经短时期使用，便在接头处出现断裂或密封不良现象。设计管路扣压量时应该按照管路扣压量表选取合适扣压量。3.O形圈选用不当。O形圈选用的过小，其拉伸量比较大，可能造成空调管路密封不严导致制冷剂泄漏。O形圈选用的过大，易出现在运输和装配过程中O形圈脱落。所以在设计时要参考现有O形圈规格及沟槽尺寸。谢谢！A10－8(内径8MM外径15.2MM）、A10－11.2（内径11.2MM外径18.5MM）、A10－13（内径13MM外径21MM）、A10－15.2A（内径15.2MM外径24.5MM）、A10－15.2B（内径15.2MM外径23MM序号NO。编号规格内径外径重量（KG100M）弯曲半径（CM）渗透性80°CSS。（kg／m2／yr）爆破（Mpa）（min）1GQ-A205／168.2±0.419.0±0.529.310.20.0617213／3210.5±0.423.0±0.841.411.40.071731／2A13.0±0.525.4±0.846.912.70.091741／2C13.0±0.522.4±0.535.512.20.071755／816.1±0.528.6±0.854.916.510.12176GQ-A108mm8.0±0.315.2±0.429.010.00.0617711.2mm11.2±0.318.4±0.44111.00.0717813mm13.0±0.321.0±0.446.012.00.0917915.2mm15.2±0.423.0±0.435.512.20.071710GQ-A605／168.2±0.4