汽车蒸发器及故障分析：水桥、白粉现象及清洗方法

（1）蒸发器的作用与结构

1）蒸发器的作用

汽车空调蒸发器是利用低温低压的液态制冷剂蒸发时需吸收大量热量的原理，把通过其周围的空气中的热量带走，变成冷空气送入车厢，从而达到车内降温的目的。蒸发器的作用原理与冷凝器正好相反，从热力膨胀阀或节流孔流出、直接进入蒸发器的制冷剂因体积忽然膨胀而变成低温低压雾状物（微粒液体），这种状态的制冷剂很容易汽化，汽化时将吸收周围大量的热量，空调鼓风机强制使进入车内的空气从蒸发器表面流过，热量被管片吸收传给蒸发器内的制冷剂，使液态的制冷剂汽化。

2）蒸发器的结构

蒸发器一般安装在仪表台下面，副驾驶座的前面，按结构不同可分为管片式、管带式和层叠式3种。

①管片式蒸发器：其结构与管片式冷凝器的结构基本相同，只是由于蒸发器布置在车内，对体积的要求更苛刻。其尺寸更紧凑，长度更短、厚度更厚，如图2.34所示。管片式蒸发器由铜质或铝质圆管套上铝翅片组成，经膨胀工艺使铝翅片与圆筒紧密接触。其结构简单，加工方便，但传热效率较差。

图2.34　管片式蒸发器结构

②管带式蒸发器：由多孔扁管与蛇形散热铝带焊接而成，工艺比管片式蒸发器复杂，需采用双面复合铝材及多孔扁管材料，其结构如图2.35所示。管带式蒸发器传热效率可比管片式蒸发器提高10%左右。其结构与管带式冷凝器有两处不同：一是扁管宽度一般比冷凝器更宽；二是扁管竖向弯曲，有利于蒸发器表面的冷凝水排走。图2.36为管带式蒸发器的实物图。

图2.35　管带式蒸发器结构

1—进口；2—出口；3—空气；4—管子；5—翅片；6—散热器

图2.36　管带式蒸发器的实物图

③层叠式蒸发器：在管带式蒸发器以后发展起来的，其结构如图2.37所示。它一般由两片冲成复杂形状的铝板叠在一起组成制冷剂通道，形成一个储液室，起分流、集合制冷剂的作用。

图2.37　层叠式蒸发器结构

层叠式蒸发器一般在两侧由各组冲压片形成两个储液室，起分流、集合制冷剂的作用，称为双储液室式蒸发器，如图2.38（a）所示。

为进一步提高换热能力，使结构更紧凑，近年来，又倾向于单储液室式蒸发器，如图2.38（b）所示。这种蒸发器将具有分流、集合制冷功能的储液室集中在换热器单侧，可使换热器正面面积中进行热交换的有效部分的比例增加。层叠式蒸发器的进出连接口已改为板式快速接头。

图2.38　双储液室式蒸发器

（2）蒸发器表面的亲水和防蚀处理

蒸发器表面的温度较低，当低于环境空气的露点时，空气中的湿气在通过蒸发器表面时就会凝结成水，这就是结露，因此，蒸发器表面的热交换是干湿交替的。当冷凝水珠的高度超过翅片间距一半时，很可能在两翅片间形成水桥，由此增加了空气的流通阻力，减少了通风量，影响了蒸发器的热交换能力，使本来就不够的汽车空调冷量变得更加不足。同时，这种干湿减缓状态，使空气中的氧化物、氯化物、盐类及各种污染物不断地溶解和沉积在翅片表面，使铝材受到腐蚀，生成白色粉状物（以铝、磷、钙、铅等化合物及霉菌为主要成分），这种白色粉状物在翅片表面不仅增加了热阻，影响热交换，还会随气流带入车内，污染车厢内环境。同时，蒸发器本身的寿命也因此遭受腐蚀而降低。这就是所谓的汽车蒸发器的“水桥”和“白粉”现象。怎样才能解决“水桥”和“白粉”问题呢？实验表明，改变凝露水珠在翅片上的接触角度和提高翅片表面的耐腐能力是解决这一问题的有效方法。

从理论上分析，增强蒸发器空气侧的珠状冷凝方法（即憎水处理或称为疏水处理）对提高传热效果是有利的。因为增强珠状凝结，即让水珠与翅片的接触角度变大，接触面积变小，水珠容易滴下或被风吹走。但是，汽车空调蒸发器的翅片间距小，珠状凝结的水珠不易滴落或带走。实验测试表明，在汽车空调蒸发器的使用中，膜状冷凝更为可取。因而目前国际上广泛采用表面亲水处理，以提高蒸发器的换热能力和寿命。亲水处理是让翅片表面生成具有亲水性的耐腐蚀薄膜，能使凝露水珠的高度减小，甚至水一滴到表面，即能迅速扩散，形成极薄的水膜，此即膜状冷凝，从而能避免形成“水桥”，减小风阻，使风机能耗也得到降低。亲水处理前，凝露水滴像珍珠；亲水处理后，凝露水滴比较平坦。但是，亲水防蚀层若处理不当，可能使用不久便剥落而无效，或起不到亲水的作用，却增加了热阻，减小了制冷量，因而具体处理时要认真对待。

操作活动

汽车空调冷凝器和蒸发器的清洗

【实施要求】

（1）任务目标与要求

①小组成员分工协作，利用提供的实训车辆，根据工作任务制订工作计划，并通过小组自评或互评检查工作计划。

②对汽车空调冷凝器和蒸发器拆装、清洗，分析常见故障原因。

（2）注意事项

在任务实施过程中严格遵守相关实验实训制度和规范要求，注意职场健康与安全需求，作好废料处理，并保持工作场所的整洁。

【实施步骤】

（1）决策

学生分组，明确各组的负责人；确定任务和每个人的工作职责，根据分工填写下表。

（2）计划

组长带领组内成员，查阅相关手册或指导书，制订任务计划，并检查计划的有效性。

（3）实施

1）实践准备

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2）实践实施

①汽车空调冷凝器的清洗。

a.车辆停放安全（手刹拉紧、变速处空挡或P挡、关闭点火开关、安装车轮挡块）。

b.做好车辆防护（装好车辆五件套）。

c.打开发动机舱盖后看不到冷凝器，冷凝器被上方的塑料护板所盖住。塑料护板被几个塑料膨胀销固定在发动机前围板上，如图2.39所示。

d.拆下冷凝器上方塑料护板中网后就可看到冷凝器，如图2.40所示。

图2.39　冷凝器上方的塑料护板

图2.40　冷凝器安装位置

e.用压缩空气清洁冷凝器表面浮灰，如图2.41所示。

f.用水枪对着冷凝器表面冲洗，如图2.42所示。注意冲洗的水不要冲到发动机点火系统及计算机上；冲洗的水压不易过大，水的方向要与冷凝器表面垂直，以免冲洗时造成冷凝器的翅片变形而影响冷凝器的热交换。

图2.41　压缩空气清洁冷凝器表面浮灰

图2.42　水枪对着冷凝器表面冲洗

g.清洗完毕后，将冷凝器上的护板及中网装复。

②汽车空调蒸发器的清洗与拆装。

a.车辆停放安全（手刹拉紧、变速处于空挡/P挡、关闭点火开关、安装车轮挡块）。

b.作好车辆防护（装好车辆五件套）。

c.打开副驾驶盒子，取下汽车空调空气滤清器，如图2.43所示。

图2.43　取下汽车空调空气滤清器

d.用压缩空气清洁空调过滤器，如图2.44所示。

图2.44　清洁空调过滤器

e.将汽车空调蒸发器专用的清洁剂喷入汽车空调进风口内，如图2.45所示。在清洁剂喷入汽车空调进风口之前应将空调调为外循环模式。

图2.45　清洁剂喷入汽车空调进风口

f.清洗剂喷完后，让空调系统在外循环模式下再运行约10 min。熄火后，清洗剂在对蒸发器和风道进行清洁后会消泡成为液体顺排水口流出车外。

3）实训检测

对实训车辆空调冷凝器及蒸发器拆装、检测，并将检测内容填入下列项目单。

4）分组讨论

分组讨论蒸发器、冷凝器损坏或脏堵对汽车空调制冷造成哪些影响，将讨论结果填入下表。

【评估总结】

①回答指导老师的提问并接受指导老师的相关考核。

②对本次任务完成过程及效果进行自我评价和小组互评。

③清洁工作场所，清点并归还相关工具设备，完成本次任务。