2.2 冷凝器与蒸发器

广东科技学院机电工程系汽车专业第二单元(一)2.2冷凝器与蒸发器广东科技学院机电工程系汽车专业2.2.1冷凝器1．冷凝器构造与作用2．冷凝器的检查3．冷凝器拆装广东科技学院机电工程系汽车专业冷凝器是一个用于将制冷剂所含热量释放、并将制冷剂由气态转变成液态的热交换器。冷凝器总是安装在车辆的前部，风扇将风吹过散热装置，以利于排出热量。冷凝器是由管道、散热片、框架组成，如图4-45所示。其管道进出口用螺纹联接，便于拆装。冷凝器管道成蛇形状，管上密布着散热片，它由很薄的铝合金片做成，用框架将其组成长方形，由支撑架用螺栓固定在车箱外的车体上，形状与发动机的散热器相似，它的管道一般采用铝合金，也有的采用铜管。冷凝器工作时，由冷却风扇形成的快速空气流，带走冷凝器管内制冷剂的热量，从而使制冷剂由气态变成液态。来自压缩机的制冷剂以高温高压的气态形式从顶部进入冷凝器。经过冷凝器时，制冷剂丢失它所含的大量热量并凝集在底部，进入液管或贮液干燥器。理论上，制冷剂离开冷凝器时将是液体。冷凝器散热由空调器负载和环境温度决定。广东科技学院机电工程系汽车专业2.2.2蒸发器蒸发器是一种换热装置，外形近似冷凝器，但比冷凝器窄、小、厚，其目的是为了在鼓风机的风力通过它时，能输送更多的冷气，常用的蒸发器结构如图4-37所示。蒸发器通常装在仪表板后的风箱内，依靠鼓风机使车外空气或车内空气流经蒸发器，以便冷却与除湿。大型轿车配置两个蒸发器，一个装在车前部，另一个装在车后部。管翅蒸发器，进口管路行分成4小路，然后再和翅片中的4根粗管子依次一一接通，便于控制膨胀中的制冷剂。粗管段在翅片中来回穿梭，所以又叫盘管。板翅蒸发器，制冷剂通路中的各区段由2块板拼装而成。各区段之间加上翅片，再推叠固定在一起，和汽车水箱类似，上下均形成空腔，即顶腔和底腔。进口管和底腔相通。液态制冷剂经进口管进入底腔，膨胀而上，经各板式通路进入顶腔，和顶腔相连的叫尾管，用以承接蒸发器来的制冷剂蒸气。广东科技学院机电工程系汽车专业广东科技学院机电工程系汽车专业在蒸发器工作时，由于大气中相对湿度降低，而空气中多余的水分会逐渐凝结成水珠，汇集在一起通过出水管道向车外排泄。另外，为了节能，使鼓风机的空气来源于车厢内已经经过蒸发器冷却过的低温空气，冷却后再送入车厢（图2-39），如此反复进行循环。由此可见，汽车空调不仅对车厢起降温作用，同时还能起除湿作用。图2-39蒸发器工作原理广东科技学院机电工程系汽车专业2.蒸发器检查蒸发器会有三个问题能使制冷能力下降：①泄漏；②翅片污脏；③管道堵塞或扭结。蒸发器芯无运动部件，不会磨损。对蒸发器的检查有：（1）检查蒸发器外表是否有积污，异味物。（2）检查蒸发器是否泄漏。（3）检查管道里面是否清洁、畅通。（4）检查冷凝水排放装置，不允许堵塞。（5）检查蒸发器传感器，必须正确安装，不然会造成结冰危险。3．蒸发器的维修与更换（1）用高压水或压缩空气清洁蒸发器表面积污异味物，注意不能用高压蒸气冲洗蒸发器。（2）如果发现有泄漏，要找出漏点进行焊补。拆装蒸发器应按照：（1）回收制冷剂。（2）如果需拆下加热器软管才能接触到蒸发器，就需排空散热器。广东科技学院机电工程系汽车专业2.3膨胀阀与膨胀管膨胀阀安装在蒸发器入口管路上，它是一种感压和感温自动阀（小型空调只起感温作用）。用以帮助产生压力变化（高压——低压）；根据蒸发器出口处气态制冷剂的温度状态，调整和控制喷入蒸发器中的液态制冷剂的数量。常用的膨胀阀有三种。广东科技学院机电工程系汽车专业2.3.1内平衡热力膨胀阀膨胀阀安装在蒸发器入口管路上，它是一种感压和感温自动阀（小型空调只起感温作用）。用以帮助产生压力变化（高压——低压）；根据蒸发器出口处气态制冷剂的温度状态，调整和控制喷入蒸发器中的液态制冷剂的数量。1-膜片；2-内平衡口；3-针阀；4-蒸发器出口；5-阀座；6-阀体；7-通储液罐的进口；8-弹簧；9-遥控温包；10-毛细管图2-40内平衡膨胀阀9是遥控温包，内装惰性液体或制冷剂液体，当蒸发器出口温度较高时，温包内液体温度随之上升，从而压力也增高。高压作用在膜片1上侧，当数值上大于蒸发器进入压力和过热弹簧压力总和时，针阀3离开阀座5，阀门开启，制冷剂流入蒸发器。针阀3开启后，较多的制冷剂进入蒸发器，蒸发器内压力上升，回气温度降低，膜片下侧压力增加，上侧压力降低，阀门关闭。由于膜片上、下侧压力经常处于不平衡状态，所以阀门不断地作开启、闭合的循环。目前，我国生产的内平衡热力膨胀阀主要是QKF系列(单尾)和LQKF系列(双尾)产品。广东科技学院机电工程系汽车专业2.3.2外平衡热力膨胀阀图2-41所示是外平衡热力膨胀阀，由阀体10、阀座6、膜片1、推杆4、阀杆和阀针过热调整弹簧7、毛细管3和遥控温包8等组成。摇控温包固定在蒸发器的出口管即尾管上。温包感应的是尾管温度，通过毛细管传递压力，从而驱动膨胀阀膜片，适量的制冷剂就进入了蒸发器。蒸发器出口压力作用于膜片下侧，反应的不是蒸发器的进口压力，而是出口压力，这就是外平衡膨胀阀与内平衡膨胀阀的根本区别。一般蒸发器内制冷剂的压力降较大时，选用外平衡膨胀阀，可以充分而有效地利用蒸发器的所有表面积，使其对压力降的影响降低于略而不计的程度。1-膜片；2-温包压力；3-毛细管；4-推杆；5-蒸发器出口压力；6-阀座；7-过热调整弹簧；8-摇控温包；9-弹簧压力；10-阀体；11-针阀图2-41外平衡热力膨胀阀2.3.3H型热力膨胀阀H形膨胀阀也称为整体型膨胀阀，其外观为长方体，因其内部通路形同H而得名，见图2-42所不。此阀具有如下优点：（1）结构紧凑，没有需要绝热处理的毛细管和感温包；（2）蒸发器内蒸气温度可直接作用；（3）维修简单，因是片状结构，有利于钳工作业；（4）运行故障少，有利于系统清理。从图中可以看到蒸发器进口管和尾管装在它的同一块右侧板上；而液体管路和回气管路同装在它的同一块左侧板上。温度传感器装在制冷剂从蒸发器至压缩机的气流中。制冷剂温度变化，传感器膨胀或收缩，直接推动阀门（钢球和过热弹簧）。H形膨胀阀的结构保证了低压侧压力直接作用于膜片下侧。任何形式的膨胀阀作用，都是向蒸发器供应能在其内部完全蒸发的足够的制冷剂；蒸发器的温度它并不负责控制。1-接冷凝器；2-至蒸发器；3-从蒸发器来；4-至压缩机；5-钢球和弹簧；6-温度传感器图2-42H形膨胀阀广东科技学院机电工程系汽车专业北京切诺基和奔驰230E用的是H形膨胀阀，克莱斯勒公司把它和低压开关、恒温开关装在一起。从外观也容易识别，普通膨胀阀只有2根主管路，而H形膨胀阀却有4根主管路，见图2-43。目前，我图生产的H形膨胀阀主要是QKFH系列产品，见图4-43所示。QKFH系列E型膨胀阀用于大众、雪铁龙等欧式车型；QKFH系列A型膨胀阀适用于道奇等美洲类车型；QKFH系列J形膨胀阀适用于丰田等日本产车型。1-低压开关；2-恒温开关；3-液体管路；4-回气管路；5-毛细管入口及其护管；6-毛细管；7-H形膨胀阀图2-43H形膨胀阀的安装广东科技学院机电工程系汽车专业2.3.4膨胀阀常见的故障膨胀阀常见故障有：（1）膨胀阀开度过大，制冷剂系统中高、低压均高。低压侧管路有结霜或大量的露水。（2）膨胀阀开度过小，制冷剂中高压侧压力高，低压侧压力低，制冷不足。（3）膨胀阀入口滤网阻塞。（4）膨胀阀的针阀（球阀）与阀口产生粘住、发卡或阀口脏堵。（5）膨胀阀冰堵。（6）感温包、毛细管破裂、失效。（7）感温包位置不当，固装不牢。广东科技学院机电工程系汽车专业2.3.5膨胀阀的维修拆装如果是上述（1）或（2）故障，可调整其调节螺栓，顺时针方向拧，内弹簧减弱，开度增大；反之开度小。这里要注意：调整需要专用工具和原厂的一些数据，如没有原厂资料，请不要乱调，否则更换新的膨胀阀。如果是上述（3）故障，可拆出清洗，烘干装回。如果是上述（4）故障，可拆下来用制冷剂R12冲洗，后加冷冻机油润滑，也可更换膨胀阀。如果是上述（5）故障，先排空制冷系统，然后抽真空，重新加注制冷剂。如果是上述（6）故障，更换新的膨胀阀。如果是上述（7）故障，应重新安装固定。膨胀阀的拆装:（1）从恒温开关断开其连接插头。（2）拆除连接管路，将其制冷剂系统两端封闭，拆下固定螺栓，拆出膨胀阀。膨胀阀的安装与拆卸的顺序相反，但安装时要注意膨胀阀应垂直安装，不允许倒置，感温包应安装在蒸发器出口的水平管上端，保证两者有良好接触和传热。广东科技学院机电工程系汽车专业2.3.6节流管节流管是固定膨胀节流管的简称，它是一种毛细管阻碍器。在膨胀节流管系统中进入蒸发器的制冷剂量是由节流管的尺寸、制冷剂的过冷度及膨胀节流管进出口间的压差确定的。因为此部件的孔和管形是固定的，故常称其为固定膨胀节流管。膨胀管是一根装在塑料套内的小铜管，尺寸有0.047--0.072in(1.19--1.83mm)等各种规格，见图2-45所示。它可以取代膨胀阀作为节流降压装置。节流管与膨胀阀不一样的是，膨胀管没有运动零件，也不可调整，如发生故障，多因堵塞，很难清理，最好更换新品。安装膨胀管的空调系统，高压侧没有储液干燥器，但低压侧装有积累器。1-孔口；2-进口滤网；3-密封圈；4-出口滤网图2-45膨胀管广东科技学院机电工程系汽车专业2.4贮液干燥器与集液干燥器广东科技学院机电工程系汽车专业2.4.1贮液干燥器贮液干燥器装在系统的高压侧，串接在有恒温膨胀阀系统的管路上。干燥剂是硅胶、分子筛。出液管保证进入热力膨胀阀的制冷剂全部是液体。在贮液干燥器上一般安装有保护开关。易熔塞也称：熔化螺栓。当压力和温度升至约3Mpa(30kgf/cm2)、95～100℃时，易熔塞中焊剂熔化。图2-46贮液干燥器广东科技学院机电工程系汽车专业贮液干燥器的安装安装立式贮液干燥器和立面的倾斜角度不得大于15°，进口应和冷凝器出口相连通。贮液干燥器进口处，通常打有标记，安装时一定要记住，制冷剂是从干燥器下部流入膨胀阀进口的，接反了贮液干燥器，会导致制冷量不足。贮液干燥器的维护贮液干燥器内干燥剂失效时，湿气会集聚在膨胀阀孔口，结成冰块，系统发生堵塞，必须更换贮液干燥器。如果贮液干燥器的出液口残破，液体管路内会发生不正常的气体发闪，图2-47贮液干燥器的安装位置广东科技学院机电工程系汽车专业2.4.2集液干燥器集液干燥器也称积累器或集液器或吸气储液器，它和贮液干燥器类似，但装在系统的低压侧。装有积累器的空调系统都用膨胀管。积累器的主要功能是防止液态制冷剂液击压缩机。低压侧的压力控制器，如循环离合器系统控制蒸发器温度的压力开关，常装在积累器上。广东科技学院机电工程系汽车专业2.5管路与接头广东科技学院机电工程系汽车专业2.5.1汽车空调连接管管路用来输送制冷剂，使其从系统的一个部件到另一个部件。空调系统的连接管（管道）有硬管和软管之分。硬管一般由铜或铝合金制成，要求工作压力在2560kpa或更高。腈类材质的管子能在R12系统上使用，不能用于R134a系统。氯丁橡胶管子只用于R134a系统。尼龙管子R12系统和R134a系统均可使用。压缩机的“吸入和压出”管都是软管，以便减少发动机和压缩机产生的震动。吸气管也叫低压管或低压蒸气管，它将蒸发器出口和压缩机进口连接起来，其管道直径一般在空调制冷系统中是最大的，运送来自蒸发器的制冷剂蒸气到压缩机。触摸吸气管你会感到它是凉的。排气管也称为高压排气管，这根管子连接压缩机的出口和冷凝器的进口，供高压制冷剂蒸气通过。在制冷剂系统正常运转中，这根管子是烫的，对非正常运转的系统它可能很烫，在大多数场合不要去碰它，以免烫伤。制冷剂液体管路也称为高压液体管路，它连接冷凝器的出口和贮液干燥器的进口，也连接贮液干燥器出口和蒸发器节流装置的进口。这根管输出高压液体/蒸气从冷凝器到贮液干燥器和出来的高压制冷剂液到节流装置。这根管子一般是温暖的，在某些条件下会发烫。广东科技学院机电工程系汽车专业制冷管路的更换（1）从制冷系统中放出制冷剂。（2）更换不良的管子和软管。拆卸制冷系统管路时，应立即将系统管路或接头封住，以免潮气或灰尘进入。清洁管