汽车空调平行流冷凝器的轻量化研究

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1、会议论文汽车空调平行流冷凝器的轻量化研究谢繁华，雷虎，陈晓妮，陈基镛，江春燕(阳江市宝马利汽车空调设备有限公司，广东阳江529500)一中图分类号：U463．851文献标识码：A文章编号：1009—9492(2010)ll—Ol36一o3。llll刖吾凝器应用于轿车和微型车空调系统。而我国汽车空调产业起步较晚。平行流冷凝器技术依然落后于发达国家．汽车空凋平行流冷凝器是由集流管、多孑L扁管、散热片等主要部件构成的芯体与支架、接头等附件经焊接组在轿车、微型车空调系统上推广应用的平行流冷凝器．成，其中多孔扁管和散热翅片是冷凝器的主要冷媒导流及

2、较多产品的多孔扁管仍采用厚度为2mm。孔数为8～12，散热部件。为提高产品的散热性能、减轻产品重量，实现散热片厚度为0．1mm，波高为8mm的结构形式．产品散平行流冷凝器的轻量化，本文是对多孔扁管和散热翅片进热效率相对较低，而相同散热量的产品比国外同厚度产行结构优化设计的研究。品重2技术背景。随着我国汽车制造业整体水平的提高，汽车正向性价比高、舒适、安全、节能、环保型方向发展，对汽车空调系统的舒适性、安全性、节材节能、环境保护提出了更高要求。冷凝器是汽车空调系统的关键部件，随着汽车空调系统新技术研发和应用的日新月异。冷凝器也逐步由低级向

3、高级Q处放大发展，汽车空调经过了铜铝管片式、N全铝管带式和平行流式等产品结构形式。平行流冷凝器是先进的汽车空调冷凝器．已广泛应用于轿车、微型面包车和中型客车空调系统，产品主要朝着如何强化传热、提高换热效率以1．左集流管2．保护边板3．右集流管4．散热片5．多孔扁管及减轻重量、缩小体积的方向发展。A．冷凝器高度B．冷凝器宽度C．冷凝器厚度D．冷媒进口尺寸E．冷媒出口尺寸发达国家已有厚度为】．4mm．孔F．多孔扁管厚度G．散热片高度H．多孔扁管排列节距数为18—20多孔扁管，散热片波高为5-6ram．厚度为0．085mm的平流式冷图l产品结

4、构示意图收稿日期：2010—10—19[二]二二]粤港会议3平行流式冷凝器产品结构原理RF高温高压冷媒从M处进入冷凝器，按设计的工作流程在两集流管间的多孑L扁管中迂回流动，通过多孔扁管和散热片把热量传递至空气中．形成中温中压的冷媒从N处连16接至制冷系统，从而实现冷凝器的冷却散热过程。4平行流冷凝器轻量化理论图3圆孔多孑L扁管(1)应用散热量随散热面积增加而增加的科学原理。从压缩机输入冷凝器的高温高压气态制冷剂．主要是(2)根据空气侧和压降关联式．优化散热片结构设通过多孔扁管和散热片的热传导而变成中温中压制冷剂计，提高散热性能和薄型铝合

5、金片的焊接可靠性。采用数的由结构图中可见，增加单位面积内多孔扁管和散热片学模型与实验模型相结合的方法，确定散热翅片的参数。双U形结构提供的焊接面．比焊接面为线的常规波形百叶的数量，可以增大散热面积而达到提高散热性能，在长度为l／／1_的集流管上，能平行排列多孔扁管和散热片数量越窗散热片(图4)更具有焊接可靠性．提高了散热翅片的多．结构中散热片的高度和多孔扁管厚度、排列的节距就抗坎塌性。同时增加了散热片与多孔扁管问的传热面积和提高传热系数，也降低了空气侧的风阻(图5、6)。越小，则散热片和多孑L扁管的材料显得越薄．从而实现材料重量上的轻量

6、化。雨时窗(2)采用强化型材料，通过对产品结构进行微通道优化设计，引入微传热理论，提高产品散热性能。相同的散▲热量条件下．产品可以比同厚度同类产品做得更小．从而．．L●达到减轻重量的目的。5关键技术及其解决办法5．1超薄型材料应用技术应用厚度小于1．4ram的多孔扁管和厚度小于0．08mm、图4波形百叶窗散热片高度小于的散热翅片，多孔扁管与散热翅片的排列数量多、间距小．单位迎风面积的散热量提高，产品重量降低了．但增加了制冷系统的空气侧和制冷剂阻力，强度有所降低、抗坍塌性下降。为了解决上述技术关键，采用如下措施。(1)通过制冷剂侧换热和压

7、降关联式，研究分析多孔扁管管内的热传递特性(图2)。因内部流动制冷剂流动状态和Re不同，建立了多孔扁管通道内部流动模型是理论图5双U形百叶窗散热翅片分析的依据。引入微传热理论，分析多孔扁管管内的热传递特性，确定了多孑L扁管的最佳参数。圆孔设计提高了多—孔扁管耐压爆破性能．降低了制冷剂流动阻力，提高了多孑L扁管强度(图3)。＼＼＼．图6双U形百叶窗散热翅片(3)冷凝器性能影响因素复杂，参数众多，从众多参数中寻找适合换热器的参数族，采用参数族优化设计方法确定了项目产品最合理的制冷流程(表1)和产品结构，图2制冷剂侧换热和压降关联分析示意图解

8、决了因多孔扁管宽度变薄．孔数增多而使制冷剂的流动[二]丑会议论文阻力增加的同时平衡散热片降低风阻的问题、提高了产品5．3集流管冲子L技术的散热性能。产品每根集流管上要冲压数十个长度小于16ram、宽度小于1