氣控式冷凝器的原理及應(yīng)用

李進(jìn)

(陜西重型汽車有限公司，陜西西安 710200)

氣控式冷凝器的原理及應(yīng)用

李進(jìn)

(陜西重型汽車有限公司，陜西西安 710200)

對冷凝器的發(fā)展及分類做了簡單介紹，詳細(xì)討論了氣控式冷凝器的工作原理和它在重卡上的布置方式，并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步確認(rèn)了冷凝器的工作性能，證明了冷凝器在降低制動系統(tǒng)壓縮空氣溫度、過濾壓縮空氣油水、減少干燥器的更換頻率方面都有顯著貢獻(xiàn)。

重型卡車；氣控式冷凝器

0 前言

從國際汽車零部件供應(yīng)商Haldex制造了重卡制動系統(tǒng)冷凝器至今，冷凝器已經(jīng)從起初的電控式發(fā)展成為了氣控式。電控式冷凝器安裝有電控放水閥，通過制動開關(guān)或者制動燈以及時(shí)間繼電器控制卸荷排污，當(dāng)制動開關(guān)開啟或制動燈亮的時(shí)候冷凝器排污。氣控式冷凝器不需要電控回路的安裝，是通過干燥器的卸荷或冷凝器內(nèi)部兩個(gè)腔之間的壓力差控制排污，需要保養(yǎng)的部件比較少，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上又增加了分離腔的空間，具有更好的油水分離效果。目前氣控式冷凝器已經(jīng)成為市場主流，國內(nèi)也有了很成熟的生產(chǎn)制造商，文中主要介紹氣控式冷凝器。

1 氣控式冷凝器的工作原理

氣控式冷凝器可分為二口式和三口式兩種，兩種冷凝器都是通過閥體上的散熱片散熱，通過螺旋通道的離心力將水、油污與壓縮空氣分離，只是排污方式有區(qū)別。

二口式氣控冷凝器結(jié)構(gòu)見圖1，從空壓機(jī)來的壓縮空氣由1口進(jìn)入A腔，流入螺旋通道，通過螺旋通道的離心力作用，將水、油等污染物甩到閥體內(nèi)壁上，同時(shí)降低壓縮空氣的溫度。污染物沿著內(nèi)壁流，通過小孔進(jìn)入C腔，再經(jīng)過過濾棒、膜片進(jìn)入E腔。除去水、油后的壓縮空氣進(jìn)入B腔，從出氣口輸出。當(dāng)干燥器卸荷時(shí)，B腔的壓力下降，這時(shí)B腔與D腔存在壓力差，膜片抬起，儲存在E腔的水、油從排氣口3排出。

三口式氣控冷凝器結(jié)構(gòu)見圖2，從空壓機(jī)來的壓縮空氣由1口進(jìn)入A腔，流入螺旋通道，通過螺旋通道的離心力作用，將水、油等污染物甩到閥體內(nèi)壁上，同時(shí)降低壓縮空氣的溫度。污染物沿著內(nèi)壁流到E腔，通過小孔進(jìn)入C腔，除去水、油后的壓縮空氣進(jìn)入B腔，從出氣口輸出。當(dāng)干燥器卸荷時(shí)，從干燥器控制口過來的空氣進(jìn)入控制口4，推動活塞1往下運(yùn)動，打開排氣閥門2，將C腔中的水、油等污染物從排氣口3排出。干燥器完成卸荷的同時(shí)，D腔的空氣通過干燥器排出，在彈簧3作用下，推動活塞1往上運(yùn)動，關(guān)閉閥門2，冷凝器恢復(fù)供氣。

2 冷凝器布置方式

冷凝器安裝在空壓機(jī)的第二段鋼管和干燥器之間，根據(jù)冷凝器的散熱片面積計(jì)算得出的冷凝器散熱能力約等于3 m長的外徑15 mm的鋼管，所以很多主機(jī)廠加裝了冷凝器后就省去了空壓機(jī)第二段鋼管約3 m的盤圈部分。

二口式氣控冷凝器只有進(jìn)氣口1和出氣口2，連接方法如圖3所示，壓縮空氣從空壓機(jī)出來經(jīng)過鋼管Ⅰ、空壓機(jī)軟管、鋼管Ⅱ進(jìn)入冷凝器，經(jīng)過冷凝器初步濾油濾水后，空氣從冷凝器2口進(jìn)入干燥器進(jìn)行再次過濾。理論要求冷凝器2口處的空氣溫度不大于60 ℃，冷凝器2口至干燥器1口的管路可使用鋼管也可使用尼龍管，但是鋼管散熱性好、耐熱性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于尼龍管，建議使用鋼管。同時(shí)為了保證氣源充分，鋼管Ⅰ、空壓機(jī)軟管、鋼管Ⅱ、鋼管Ⅲ的內(nèi)徑需不小于12 mm。

從圖4可以看出三口式氣控冷凝器連接方法和二口式氣控冷凝器相似，只是增加了一根尼龍管將干燥器4口與冷凝器4口連接。當(dāng)干燥器卸荷的時(shí)候，冷凝器排污，控制排污的管路建議選擇內(nèi)徑4或6 mm尼龍管，以減少控制反應(yīng)時(shí)間。

3 氣控式冷凝器性能測試

試驗(yàn)環(huán)境：多云、即時(shí)溫度16 ℃;

試驗(yàn)車型：某品牌4×2牽引車，行駛里程163 224 km。

3.1 散熱能力測試

試驗(yàn)方法：車輛靜止?fàn)顟B(tài)，在冷凝器進(jìn)氣口和出氣口分別安裝溫度傳感器，讀取冷凝器進(jìn)氣口和出氣口溫度。試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1氣控式冷凝器進(jìn)、出氣口溫度對比表℃

進(jìn)氣口溫度38444954606779出氣口溫度22242526283136

從表1可以看出：壓縮空氣通過冷凝器后溫度明顯降低。

3.2 排污能力測試

試驗(yàn)方法：從冷凝器進(jìn)氣口加入100 mL水，在排污口放一量杯進(jìn)行測量。然后發(fā)動汽車，使得氣壓表達(dá)到干燥器卸荷壓力后熄火。試驗(yàn)結(jié)果測得：一次排污基本上將所有液態(tài)水排盡。

3.3 減少干燥器維修頻率測試

從車輛售后數(shù)據(jù)上可以看出：未安裝冷凝器的車輛，因干燥器性能衰退，首次更換干燥器的里程平均約為75 334 km；安裝了冷凝器的車輛，首次更換里程平均約為162 911 km。而且從客戶處了解到，安裝了冷凝器的車輛更換干燥器的頻率明顯低于未安裝冷凝器的車輛，約為未安裝冷凝器車輛的50%。

4 結(jié)論

從冷凝器的工作原理和試驗(yàn)數(shù)據(jù)都可以看出來：冷凝器在降低壓縮空氣溫度、過濾壓縮空氣、減少空氣干燥器維修頻率方面都有明顯貢獻(xiàn)。當(dāng)然加裝冷凝器會增加車輛初始成本，但是冷凝器減少了后期車輛的維護(hù)費(fèi)用和維護(hù)時(shí)間，所以在車輛的整個(gè)生命周期，加裝冷凝器比未裝冷凝器花費(fèi)更少。

【1】 楊慧鋼.制動管路對整車制動系統(tǒng)的影響[J].汽車科技,2009(6):68-71.

【2】 馬少民,蔡曉娟.城市客車制動管路結(jié)冰問題的研究[J].汽車工程師,2010(8):48-51.

【3】 劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2001.

Renovo電動超跑體現(xiàn)極致加速性能

在2014屆美國加利福尼亞州卵石灘汽車巡展上，Renovo汽車有限公司發(fā)布了Renovo Coupe電動超級跑車的量產(chǎn)原型版。在經(jīng)過改造的Shelby CSX9000車身底盤的基礎(chǔ)上，Renovo Coupe搭載一對中置連續(xù)軸向磁通電動機(jī)，最大輸出功率達(dá)到370 kW，峰值扭矩為1 356 N·m；車輛從靜止到96 km/h的加速時(shí)間略低于3.4 s，最高車速超過193 km/h。

Renovo公司聲稱，中置發(fā)動機(jī)與單級齒輪直接傳動的組合，造就了最佳的能量分配映射線路，使得車輛適合各種各樣的駕駛工況。傳動系統(tǒng)輸出電動機(jī)的全部動力僅需37 ms，而汽車的整備質(zhì)量為1 474 kg，售價(jià)為52.9萬美金。

Renovo汽車首席技術(shù)官Jason Stinson說到，設(shè)計(jì)和制造電動跑車的動機(jī)是為了研發(fā)出與眾不同的車輛驅(qū)動技術(shù)，簡單而言就是把電動汽車的水準(zhǔn)提高到其他平臺制造產(chǎn)品所不能復(fù)刻的高度。研發(fā)電動汽車技術(shù)、降低零部件成本用于量產(chǎn)以及制造電動車完成品正是目前Renovo全力追尋的核心價(jià)值。

來源：蓋世汽車網(wǎng)

PrincipleandApplicationoftheAirControlCondenser

LI Jin

(Shaanxi Heavy Duty Automobile Co.，Ltd.,Xi’an Shaanxi 710200,China)

The condensers’ development and class were introduced briefly. The work principle and arrangement form of air-controlled condensers in heavy duty truck were discussed. Its work performance was confirmed by test data. It is proved that the condensers contribute a lot in cooling down temperature of compressed air , filtering water and oil in the compressed air, cutting down renewal frequency of air-dryer.

Heavy duty truck; Air control condenser

2014-05-20

李進(jìn)(1987—)，女，本科，主要研究方向?yàn)橹乜ㄖ苿酉到y(tǒng)總成及附件。E-mail:13519147284@126.com。