昨天开始之一次介绍。今天先从空调节管路的胶管说起,简单介绍一下空调节管路。在说空调整管路之前,先简单介绍一下制冷剂。
制冷剂是在空调制制冷系统中循环,通过自身相变实现制冷的物质。最早的氟利昂制冷剂导致臭氧大量消耗,最终在南极形成臭氧层空洞。随着《蒙特利尔协定》和《维也纳公约》的签署,发现了一种叫做hfcs的物质,R134a是更好的一种。虽然R134a的臭氧消耗潜能ODP几乎为零,但其温室效应指数GWP高达1300,将导致严重的全球变暖。
欧盟法规:2011年1月1日起,新发布的车型将禁止使用GWP大于150的制冷剂;2017年1月1日起,所有车型需满足制冷剂GWP小于150的要求。目前使用的R134a的GWP值约为1300。因此,R134a已成为《蒙特利尔议定书》基加利修正案的主要受控物质之一,将被禁用。二氧化碳的GWP值为1,ODP值为0,用作制冷剂的二氧化碳代号为R744。其优点如下:①安全环保:R744为天然工质,无毒、不燃、物理化学稳定性好;②运行经济性:R744的容积制冷量是传统制冷剂的5-8倍;③易得,便宜,所以二氧化碳无疑是制冷剂的更佳候选。
目前汽车常用的制冷剂有R12、R134a、R1234yf、R744等。,少数汽车制造商正在使用R410A等制冷剂。制冷剂的相关指标如下:
表1制冷剂比较*意味着没有相应的数据。
从制冷剂的对应特性可以看出,R744系统的工作压力远高于R134a等制冷剂。
空调整管道
空调节管路一般采用铝管和橡胶管连接,部分重型车辆和工程机械车辆采用碳钢管和不锈钢管。母线空配有紫铜管作为连接管。金属管接口与其他部件的连接部分用密封圈密封。空调节管线的详细设计方案将在以下章节中详细描述。
空软管调节的最基本要求如下:
1.制冷剂应该具有低渗透性;内层的材质要能承受制冷剂和冷冻油,保证空运行过程中内层的沉淀物不能与制冷剂发生反应或污染制冷剂。
2.能够承受-30℃ ~ 150℃的工作温度;能够承受系统运行的压力。
3、胶管压缩永久变形小,保证了软硬管连接处的可靠性;
4.胶管部分具有良好的抗动态应力和抗振动性能;
5.橡胶软管具有降噪功能,因此橡胶软管应具有低噪声传递和低脉动的特性。
空胶管一般为多层复合结构,内层为低渗透橡胶。XIIR (CIIR,B IIR)和HNBR是R134a空胶管内层胶的理想材料。空橡胶软管也使用PA作为防渗层。外层采用耐热耐臭氧橡胶(如EPDM、CR、CR /EPDM、EVM、C IIR、IIR、BIIR,甚至HNBR、AEM)。
国外R134a空软管结构和材料的基本情况如下。
1.欧洲和南美洲:
内层一般是CIIR,B IIR,HNBR;;
不渗透层是PA。
加强层:合成纤维
外层:三元乙丙橡胶,氯丁橡胶,丁基橡胶,丁基橡胶,EVM,HNBR。
2.北美:
内层:三元乙丙橡胶,CIIR,丁基橡胶
不透水层:PA
加强层:合成纤维
外层:三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶或尼龙(尼龙610、尼龙612)。
3.日本:
粘合剂:IIR
加强层:合成纤维
外层:CIIR,丁基橡胶
各整车企业对空胶管也提出了不同的材质要求,
1.整车厂一公司标准:Cr、PA6、pet、IIRPA6、IIR、PET、EPDMIIR、PET、EPDM氯丁橡胶,尼龙6,氯丁橡胶,聚酯,丁基橡胶.
2.OEM 2欧洲标准:C IIR/加强层/CR。
3.全厂第三标准给出了两种软管结构:PA/IIR,EPDM/PET/EPDM;聚酰胺/丁基橡胶、三元乙丙橡胶/ARAM/三元乙丙橡胶.
4.Cr、PA66、NBR、PET、CIIR在整车厂的4个标准中给出。当然,四层管产品也供应给OEMs 4,比如普利司通。
和中国的SAE空软管调节标准(R134a)如下。
1.中国:QC /T 664—2000,目前正在更新。
2.美国SAE: SAE标准从之前的SAE J2064分为两个现行标准,分别是SAE J2604-2015和SAE J 3062-2015。新制冷剂R1234yf已加入本标准。
除了橡胶管道,一些整车厂和管道企业都在使用纯塑化空可调管道。对于制冷剂的升级,R744管道系统也正在应用。相信大家对R134a制冷剂的空调制系统都不陌生。随着环保意识的增强,制冷剂的发展中出现了R1234yf和R744(CO2)。使用这些新型制冷剂不仅可以减少对地球的温室效应,还可以减少制冷剂对臭氧层的破坏。同时要考虑到车辆使用过程中制冷剂的日常维护费用。CO2是新制冷剂的更佳选择。
R744制冷剂并不完美,但也有以下缺点:①系统工作压力高,压缩机进口软管压力为0 MPa ~ 13 MPa,是现有系统压力的5 ~ 8倍,对设备及其管道的承压能力要求较高;(2)泄漏量小,要求胶管泄漏量小于0.3g/年;③为了避免制冷剂二氧化碳在运输过程中的压降,要求胶管的膨胀性能高;④与压缩机相连的管道有更复杂的振动和脉动环境;⑤二氧化碳分子小,不能直接在软管中使用橡胶材料,否则会发生爆炸减压。
综上所述,现有空调制系统管路已不能满足R744新制冷剂的要求,因此有必要开发一种新结构软管及其总成。因为,传统的空调管结构的加强层一般由纤维组成,高压软管的工作压力为0 ~ 3.5 MPa,而低压软管的工作压力小于1.7MPa,但随着R744介质的应用,新型空调管系统的压缩机进口更高工作压力为17MPa,比现有要求高出5 ~ 8倍。现有的空调制管无法满足R744系统的高压要求。并且基于R744制冷剂本身的特性,目前的阻隔层只是一层纯尼龙空调制,无法满足新空调制系统的低渗透要求,容易造成介质渗透泄漏。由于二氧化碳介质分子量低,橡胶层无法有效阻隔介质,介质进入橡胶层后会发生爆炸减压,使软管失去应有的效用。
几年前,康迪泰克开发了一套以R744(CO2)为制冷剂的空调制管路,包括一种新型结构的胶管和接头。橡胶软管新结构既能承受高压又能承受高温,具有超低泄漏性能,更高耐压170 Bar,耐高温180°c,知道无论使用哪种制冷剂介质,管道与功能部件的连接处都会有泄漏,制冷剂的泄漏会对环境造成一定程度的污染, 康迪泰克车辆流体系统事业部开发了一套新的连接器来减少车辆全生命周期内制冷剂的泄漏,可以有效保证车辆使用过程中制冷剂泄漏的最小化。 也有相应的国内厂商进行研究,比如阔丹凌云,
使用R744制冷剂的空调制系统与之前的空调制系统的更大区别在于,系统中的工作压力非常高,高压侧更高压力约为140bar,低压侧为93 bar。可以看出,使用二氧化碳作为制冷剂所需的压力相对较高。
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