熊承樂

摘 要：汽車空調系統(tǒng)的重要組成部分就是汽車空調熱交換器（冷凝器、蒸發(fā)器），優(yōu)化換熱器的性能直接影響空調系統(tǒng)的性能，進而影響車輛的緊湊性。針對蒸氣壓縮式汽車空調系統(tǒng)，總結了熱交換器的發(fā)展分類和各結構的特點，回顧了國內外對汽車空調熱交換器性能的研究進展，并發(fā)展了更好的傳熱技術，使用計算機輔助仿真技術有效，更緊湊、更可靠的換熱器是汽車空調換熱器的研究和發(fā)展趨勢。

關鍵詞：汽車空調;換熱器特點;應用發(fā)展

1927年，開發(fā)了世界上第一臺空調汽車，到目前為止，空調系統(tǒng)已被更換了四次，并且有可能開發(fā)出一種獨特的空調系統(tǒng)，該系統(tǒng)只能向當今的計算機控制的空調系統(tǒng)供熱。在汽車空調熱交換器的工作中，熱交換和阻力性能會導致汽車空調系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，這兩個空間所占的空間也決定了車輛中汽車空調系統(tǒng)的數量。根據這種情況，用于汽車的空調熱交換器的設計和改進可以有效地改善空調系統(tǒng)的性能。

1 汽車空調換熱器的發(fā)展及特點

1.1 汽車空調換熱器發(fā)展

汽車空調換熱器根據汽車性能的不同而不同，但主要主題分為四類：管片式換熱器、管帶式換熱器、平行流換熱器、疊層式換熱器。啟動后，立即將空調安裝在管片式換熱器中。但是，隨著時間的流逝，傳統(tǒng)的管片式換熱器不再滿足人們對空調系統(tǒng)的需求，并且汽車制造商已經開發(fā)了管板式換熱器。與傳統(tǒng)的相比，它具有更高的熱交換能力，并大大提高了熱轉換能力。社會在不斷發(fā)展，人們在獲取經濟利益的同時更加重視環(huán)境保護。原始的汽車空調系統(tǒng)包含氟利昂，它可以破壞大氣中的臭氧層。汽車制造商在研究中發(fā)現，對臭氧層無害的物質可用作空調操作的替代方法。傳統(tǒng)的氟利昂替代工藝會直接降低傳統(tǒng)的管帶式換熱器的性能，使其無法滿足人們的正常需求。為了解決這種現象，汽車公司有兩種主要的解決方法。汽車空調換熱器的改造或研究與設計。由于相關科學技術人員的不斷努力，這兩種技術收到了更好的實際效果，其工作性能也在不斷提高。在目前的平行流結構和蒸發(fā)器結構的情況下，這兩種結構具有較高的工作性能，始終可以替代原有的空調系統(tǒng)，并且得到了更廣泛的應用。

1.2 汽車空調換熱器工作特點

首先在設計階段，車廂內部相對較低，而且人數越多，能夠滿足車內熱量和濕度的換熱器就越多。其次由于整車體積小，在這種情況下，有必要減小空調系統(tǒng)的安裝面積，重量不要太大，必須將其保持在一定范圍內。在用于汽車空調的換熱器的研究中，在確保換熱器的運行性能的同時，控制其體積和重量。第三由于行駛車輛的路面狀況可能不同，所以換熱器必須具有高的耐沖擊性和氣密性，以確保空調系統(tǒng)的內部環(huán)境。最后由于運轉中的車輛內部的壓力可能不同，所以用于空調的換熱器需要高耐壓性，并且在這種狀態(tài)下可以穩(wěn)定地運轉。

2 汽車空調換熱器的結構及應用

2.1 管片式換熱器

管片結構是將鋁翅片和銅管結合在一起的常規(guī)結構，并且在擴管過程中鋁翅片和銅管相互粘附。優(yōu)點是加工簡單、技術成熟、成本低。缺點是由轎廂的運動引起的振動導致管片之間的松動。同時，交替的溫度變化導致管和散熱片的熱膨脹和收縮程度不同，導致管片之間的接觸不良，從而提高了熱阻和可靠性、性能和壽命降低。同時，當應用于蒸發(fā)器時，如果管壁溫度低于空氣的露點溫度，則通過蒸發(fā)器管表面的空氣將凝結在該表面上，冷凝水的出現也會增加熱阻。排水效果不足也限制了它們在汽車空調中的使用。當前，這種結構的換熱器不用于汽車空調系統(tǒng)中，并且一些大型的客運和工程車輛使用蒸發(fā)器。

2.2 管帶式換熱器

管帶結構是在原始管切片結構的基礎上開發(fā)的，使用機械方法將鋁合金材料加工成管狀結構，將其轉變成等距的曲折管，使用加工方法將管板結構連接起來，最后形成永久性連接泡沫。這種類型的換熱器連接方法保證了汽車成型過程中的需求，比管片類型具有更長的工作時間，并且進一步提高了換熱器性能。但是，該結構在使用中的換熱器性能差，并且制造多通道管的過程更復雜。因此，管帶式換熱器很少在實際的汽車空調中使用。

2.3 平行流式換熱器

平行流換熱器的結構被設計成基于管帶式冷凝器在一個方向或兩個方向上串聯(lián)地改變制冷劑，或者在平行于兩個方向上平行地改變制冷劑以進行多次流入和流出。還使用扁管擠出技術，百葉窗翅片成型技術和真空焊接技術。平行流冷凝器由分流管、扁管和歧管組成。每個過程的制冷劑流經歧管，進入多個扁平管進行熱交換（每個扁平管具有多個通道），在扁平管的末端進入歧管，然后重新分配給下一個流程將會完成。由于緩慢的冷卻，制冷劑的體積流量減小，因此每排扁平管的數量逐漸減少。扁管流動通道的橫截面為矩形、三角形或圓形，內壁為光滑管或內翅片。扁平管之間有帶有擋板的波紋狀散熱片。作為第三代汽車空調熱交換器，汽車空調系統(tǒng)的發(fā)展是顯著的。

2.4 層疊式換熱器

層疊式換熱器保留了管翅片式換熱器和管式換熱器的工作特性，在此基礎上，U型板式換熱器被設計為形成新型的空調換熱器系統(tǒng)。在加工過程中，這種類型的熱交換器在板上呈波紋狀。這確保了空調系統(tǒng)的制冷性能，并允許其在運行期間與車輛內部的空氣進行熱交換。在汽車公司正在進行的設計中，還設計了各種形狀的鋁翅片，例如波紋狀翅片和多孔翅片。

3 國內外對汽車換熱器的主要研究

在汽車熱交換器技術的不斷發(fā)展中，世界各地的專家研究了許多汽車公司的參考文件，這些文件可歸納為首先是氣流傳熱。其次是冷凍管中的流動熱交換。最后是新的工藝性能和新的熱交換器結構。

4 結語

綜上所述，本文對汽車空調換熱器進行了全面描述，分析了各種換熱器的運行性能和特性，并總結了世界不同國家對汽車空調系統(tǒng)的研究重點，希望我們能夠繼續(xù)研究和創(chuàng)造中國的汽車系統(tǒng)引領未來市場。

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