乘用车冷凝器布置设计研讨

孙 强

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心 230601）



乘用车冷凝器布置设计研讨

孙 强

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心 230601）

摘 要：冷凝器是空调系统中核心部件之一，其散热性能将直接影响空调系统的散热性能。文章将从布置的角度探讨影响冷凝器散热性能及可靠性的设计因素，主要考虑因素有与周边部件设计间隙、安装结构设计、冷凝器风扇布置、防回流设计、以及对前格栅进风面积的需求。作为实际经验总结、对工程设计人员在实际工作中有较好吸收借鉴意义。

关键词：冷凝器；布置

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.04.014

CLC NO.: U463.6Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)04-39-03

1、前言

乘用车空调系统主要是由蒸发器、加热器、蒸发器、冷凝器及风扇等部件组成。其中冷凝器作为散热部件是空调系统中主要核心部件之一，其散热性能对空调系统的制冷性能起到了非常重要的影响，本文将从布置的角度探讨冷凝器布置对于冷凝器散热性能、可靠性等方面的影响。

2、设计要素

2.1 与周边部件设计间隙

2.1.1 冷凝器与水箱设计间隙一般设计（8-12）mm，在此不做详细论述，下面将重点论述冷凝器与前端模块的设计间隙值设计；

2.1.2 低速碰撞对冷凝器设计的影响：根据ECE R42和GB17354《前后端保护装置的统一认证》为保证冷凝器在低速碰撞时不被损坏，需保证冷凝器与前防撞梁必须保证一定的间隙。

下面以某车型为例来说明：图（1）为纵向碰撞BL=0、BL=300、角度碰撞示意。

图1　纵向碰撞BL=0、BL=300、角度碰撞示意

为考察碰撞之后前防撞梁的变型量在其上布置测量点，见图（2）。

图2　前防撞梁测量点

经过CAE分析见图（3）得出各个测量点在碰撞过程中的变型量见表（1）。

图3　BL=0mm、BL=300mm、角度碰撞的CAE分析

由表（1）可以看出在正面碰撞时前防撞梁变型最大，最大点在测量点4即防撞梁的中心上，最大变型45.2mm，测量点2至6一般散热器（冷凝器及中冷器），最大型变量为30mm，因此为保证低速碰撞时冷凝器不被损坏，需保证：

图4　冷凝器与周边部件间隙示意

a.在Y=0平面上冷凝器与前防撞梁设计间隙≥50mm；

b.冷凝器（金属件）距离前防撞梁上在X方向间隙≥30mm；

c.为避免角度碰影响冷凝器金属件与防撞梁上金属件（如脱钩）间隙≥25mm；

一般设计时可参考此经验值，设计完成后再进行CAE及实车测试，可避免设计过程的整改。

2.2 安装结构设计

冷凝器的安装结构很多，设计时可参考以下固定方式：

a.标准件固定方式：此种结构的冷凝器主要是使用标准件固定在水箱上，或FEM上，此种固定方式相对比较可靠，但是装配工艺相对比较复杂。

图5　标准件固定方式冷凝器

b.卡扣结构固定方式：此种结构的优点是不采用标准件，直接把冷凝器卡在水箱上，装配工艺简单，随着前端模块技术的应用，此种结构将日益推广。卡接结构种类比较多，不同的公司有不同结构的专利技术。

图6　卡接结构冷凝器

图7　一种卡接结构示意

2.3 防回流设计

发动机在怠速时有热回流的现象，对整个散热系统都是有害的。为避免热回流对冷凝器及水箱散热性能影响有必要防回流设计。上图（6）即是一种集成在冷凝器上的导流板结构。

还可以采用在水箱侧边上贴海绵的方式。

图8　在水箱或冷凝器上贴海绵放热回流

2.4 冷凝器风扇布置形式

从带与不带单独的冷凝器风扇分可以分为两种：带单独冷凝器风扇、与水箱共用风扇。

a.带单独冷凝器风扇：

此种结构形式又可以分为吸风式（布置在冷凝器后）和吹风式（布置在冷凝器前），两种结构利弊见表2：

表2　吸风、吹风式风扇布置优缺点比较

从上表中可以吸风式在通风阻力与车外噪音方面优于吹风式，因此在选择布置时优先选用此种方式，并注意冷凝器风扇壳体材料选择，避免出现耐温不合格的现象。

图9　与水箱共用风扇的结构

b.不带冷凝器风扇：此种结构是与水箱共用风扇，此种结构有利于成本的优化。

c.其他：遇到带中冷器发动机，布置时建议采用图9，把中冷器侧置而不是前置，以避免中冷器对冷凝器散热性能的影响。

2.5 冷凝器散热对前格栅进风面积要求

前格栅进风面积也会对冷凝器散热性能产生很大影响，否则，如果冷凝器进风被阻挡太多冷凝器散热性能也会比较差。经验表明前格栅进风面积最好能≥30%。

图10　前格栅示意

3、总结

本文从冷凝器与周边设计间隙、安装结构、防回流设计、风扇布置、对前格栅进风面积的要求等方面探讨了影响冷凝器性能及可靠性方面的外在因素，对设计人员在冷凝器布置及结构设计上有很好的吸收、借鉴意义。

中图分类号：U463.6

文献标识码：A

文章编号：1671-7988(2016)04-39-03

作者简介：孙强，就职于安徽江淮汽车股份有限公司。

Passenger car condensor arrangement design for discussion

Sun Qiang
( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., technology center, Anhui Hefei 230601 )

Abstract:Condensor is one of the core parts of air conditioning system, its heat dissipation performance will directly influence on the performance of the air conditioning system cooling. The writing attempts to discuss from the Angle of the layout of factors influencing the condenser heat dissipation performance and reliability of the design, the main factor and the surrounding parts design and arrangement of the clearance, installation structure design, condenser fan, backflow design, as well as for grating in the wind before area demand. As the actual experience, the engineering design personnel in the practical work has good absorption.

Key words:Condensor; arrangement