淺談汽車冷凝器工作原理及工藝介紹

王軍茂

摘 要：冷凝器是汽車空調回路里的關鍵部件，功能是將壓縮機傳送過來的高溫高壓的氣態制冷劑轉變成中溫高壓的液態制冷劑，同時將熱量排放到空氣中去，在空調回路中負責熱交換的作用。

關鍵詞：汽車空調系統 冷凝器 釬焊

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

在汽車空調制冷系統中，壓縮機、冷凝器、節流閥和蒸發器是必不可少的四大件，其中壓縮機是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放出熱量的設備，將蒸發器中吸收的熱量連同壓縮機做功所轉化的熱量一起傳遞給冷卻介質帶走。節流閥對制冷劑起節流降壓作用，同時控制和調節流入蒸發器中制冷劑液體的量，并將系統分為高壓側和低壓側兩大部分。蒸發器是吸收熱量的部件。制冷劑在蒸發過程中吸收掠過蒸發器表面的空氣的熱量，而導致周邊空氣溫度降低，見圖1、圖2。

冷凝器的作用是將壓縮機送來的高溫、高壓的氣態制冷劑轉變為液態制冷劑，制冷劑在冷凝器中散熱而發生狀態的改變。因此冷凝器是一個熱交換器，將制冷劑在車內吸收的熱量通過冷凝器散發到大氣當中， 另外值得注意的是隨著生產工藝的改進，當前市面上絕大部分干燥桶的設計都是集成在冷凝器上，不再作為一個單獨的部件;干燥桶的作用有如下四點：

（1）補償空調回路里制冷劑的泄露（主要是壓縮機密封和管口連接區域）。

（2）過濾作用，阻止顆粒物在制冷劑回路中循環。

（3）干燥作用，吸收回路里面的水份。

（4）向膨脹閥提供純液態制冷劑。

冷凝器結構及生產工藝：

冷凝器由一般由如下幾個部分組成，入口連接塊，出口連接塊，裝配支架（按裝車結構而定），跳管（非必須），兩側集液管，干燥桶和散熱芯子（管子和散熱翅片），見下面示意圖3。

熱交換區主要由翅片和管子組成，如下圖4、圖5。

生產工藝流程一般為：翅片與管子沖壓→芯子組裝→兩端集液管鉚接→釬焊→測漏→成品包裝。

冷凝器的材料選擇：

冷凝器位于汽車前端迎風口，原材料幾乎全為鋁;長期的風吹雨淋，以及反復的吸放熱和周期性的振動，會影響冷凝器的壽命，想要制備出散熱性能優異，結構可靠耐久的冷凝器，對其材料性能有如下要求;

（a）導熱性能優異;

（b）良好的機械性能;

（c）加工性和釬焊性好;

（d）良好的經濟性。

其中為了保證良好的散熱性能以及產品壽命，作為散熱功能的核心部件管子和翅片，一般是選擇改良后的3系長壽命鋁合金;同時因釬焊工藝要求，管子兩面包覆了 10%的Clad復合層，復合層一般選用4045或4343的鋁合金;翅片選用AA3003modified（含ZN一）般，翅片的化學電位設計低于管子，目的是在發生陽極氧化時，先腐蝕翅片，可以有效的延長管子的使用壽命，另外，如果客戶有內部腐蝕要求的，亦可在管內部增加復合層7072作為犧牲層，使腐蝕路徑變成橫向腐蝕，延長管子的壽命。

釬焊爐溫一般設置在600°左右，處于復合層和芯層金屬熔點中間;由于表層的4045材料熔點低于芯層金屬（4045熔點約577度，芯層3003金屬熔點在640°以上）在經過釬焊爐時，皮層4045材料完全或部分液化后在管子表面開始流動，通過毛細作用填充在管子與翅片的焊腳;凝固后形成堅固的焊腳同時也保證了良好的熱傳導;對于釬焊的溫度和時間需嚴格管控，因其直接影響到產品的最終性能，釬焊溫度偏低或時間不夠可能導致復合層未能融化，導致釬焊不良，產品泄露;時間過長或溫度過高，復合層Si向基體擴散，從而減少了皮材中共晶組織含量，同時增加了初晶鋁的比例，這樣會加劇溶蝕現象，導致產品機械性能及耐腐蝕性降低。

當前汽車市場競爭日益激烈，節能減排，成本優化是大勢所趨，作為汽車鋁熱交換器不斷追求的小型化，高可靠性、高熱傳導性、長壽命及低成本是永恒的主題;

在開發新材料和新工藝時必須平衡各種性能之間的關系，在降低成本的同時必須滿足客戶的各項要求，保持產品競爭力，立足長遠，企業才能有更好的發展。