２０１０年第５期 商丘职业技术学院学报 第９卷（总第５０期）ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＨＡＮＧＱＩＵ ＶＯＣＡＴＩＯＮＡＬ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＣＯＬＬＥＧＥ 文章编号：１６７１—８１２７（２０１０）０５—００７３—０３ Ｖｏ１．９，Ｎｏ．５ Ｏｔｃ．，２０１０ 汽车空调制冷剂Ｒ１３４ａ代换Ｒ１２的研究 刘晓光 ，罗龙飞 （商丘科技职业学院机电工程系，河南商丘４７６０００；河南机电学校汽车工程系，河南郑州４５１１９１） 摘要：Ｒ１２对大气臭氧层有强烈的腐蚀作用．而Ｒ１３４ａ是一种新型的环保制冷剂，为减少环境污染，可用 Ｒ１３４ａ代换Ｒ１２．根据对Ｒ１３４ａ和Ｒ１２特性的对比分析，改进了空调压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀和其他附属部 件的具体结构及参数设置，汽车空调制冷系统可得到优化． 关键词：制冷剂；制冷系统；改装 中图分类号：ＴＢ６４ 文献标识码：Ａ ０引言 目前，我国汽车空调中的制冷剂主要有Ｒ１２和Ｒ１３４ａ两种．ＲＩ２属于ＣＦＣｓ中的一种，该物质对大气臭 氧层有较强破坏力，是一种对心脏毒害作用强烈而又迅速的物质．Ｒ１３４ａ和Ｒ１２虽有不同的物理特性，但都 具有较强的制冷能力，而Ｒ１３４ａ对臭氧层没有破坏作用，是一种环保型制冷剂．为实现环境保护和人类健 康，对采用Ｒ１２汽车空调制冷系统的车辆改装成Ｒ１３４ａ系统就成了亟待解决的问题． １ 常用制冷剂的特性和性能对比 １．１ Ｒ１２制冷剂的特性 Ｒ１２的学名为二氟二氯甲烷（ＣＣＬ２Ｆ２），也可记为ＣＦＣ一１２．具有以下特性： （１）Ｒ１２常温下为无色无味的气体，在一个大气压下，沸点为一２９．７９℃，凝固温度为一１５８℃．冷凝压力 般低于１．５—２．０Ｍｐａ，热稳定性好，不易燃易爆，一般情况下不具有毒性，对人体没有直接危害，但与明火 接触时可产生有毒气体 ＿２ ． 一（２）Ｒ１２渗透能力强，一般与水不相溶，在气态时的溶解度高于液态时的溶解度；对润滑油无亲合作用， 可与冷冻机油以任意比例互溶，Ｒ１２制冷剂对密封件有特殊要求，不能使用天然橡胶，在制冷系统中采用耐 腐蚀的丁晴橡胶和氯醇橡胶制作密封件． （３）Ｒ１２对一般金属无腐蚀作用，但对镁及含镁量超过２％的铝合金有腐蚀作用，在６０—７Ｏ℃时若遇氧 化铁、氧化铜，易分解，Ｒ１２有良好的电绝缘作用．对大气臭氧层有破坏作用． １．２ Ｒ１３４ａ制冷剂的特性 Ｒ１３４ａ的学名为四氟乙烷（ＣＦ２ＦＣＦ３），又称为ＨＦＣ一１３４ａ．它不破坏大气臭氧层，在大气中寿命较短，温 室效应小，属于环保型制冷剂 ＿ｌ ．其主要特性是： （１）Ｒ１３４ａ无色、无毒、无味、不燃烧、不爆炸且化学性质稳定，Ｒ１３４ａ制冷剂的传热性优于Ｒ１２，与矿物 油不相溶，冷冻机油必须使用合成润滑油． （２）Ｒ１３４ａ的分子直径比Ｒ１２的分子直径小，穿透能力强，容易泄露，且粘度低，流动阻力较小，对除苯 乙烯以外的塑料基本没有影响，但对现在常用的一些橡胶材料不相容，需采用与Ｒ１３４ａ相容性较好的氢化 丁腈橡胶（ＨＮＢＲ）． （３）汽化潜热高，比热大，有较强的制冷能力，质量流量较小 １．３ Ｒ１３４ａ和Ｒ１２制冷剂的性能对比分析 ． Ｒ１３４ａ和Ｒ１２制冷剂的部分性能对比，见表１． 收稿１３期：２０１０—０３—１８ 作者简介：刘晓光（１９８２一），男，河南襄城人，商丘科技职业学院机电工程系助教，主要从事汽车电控及液压控制研究。 ・７３・ ２０１０笠 商丘职业技术学院学报 表１ Ｒ１３４ａ和Ｒ１２制冷剂的部分性能对比 由表１可知，Ｒ１３４ａ和Ｒ１２在制冷性能方面有很多相似之处，将制冷剂Ｒ１２换成Ｒ１３４ａ后制冷能力有 所提高，Ｒ１３４ａ制冷剂在大气中存在的寿命比Ｒ１２短得多，是Ｒ１２理想的替代制冷剂． ２ 汽车空调Ｒ１２制冷系统改装成Ｒ１３４ａ系统的注意事项 ２．１ 汽车空调制冷系统主要组成部件改装注意事项 ２．１．１提高空调压缩机的转矩 由于Ｒ１３４ａ汽车空调制冷系统的工作压力高于Ｒ１２系统，因此，需要通过增大压缩比和提高发动机的 转速来增大压缩机的功率和转矩，从而使压缩机有足够大的驱动力保证制冷系统正常工作．同时，还要提高 压缩机运动部件工作强度，改善润滑性能，增加进排气阀片的抗压能力． ２．１．２提高冷凝器的散热性能 Ｒ１３４ａ制冷系统的工作压力高于Ｒ１２，要保证Ｒ１３４ａ制冷系统的效率不降低，只有提高冷凝器散热性能 才能获得相同的制冷效果，提高Ｒ１３４ａ系统冷凝器散热性能的途径有增大散热面积、增大冷却风扇的速度 或采用平行流式冷凝器 Ｉ２４ ． ２．１．３改善蒸发器的换热效率 目前Ｒ１３４ａ制冷系统多采用层叠式结构的散热器，能显著提高散热量，散热效率高且结构紧凑合理，将 其进出口形状由英制改为米制，改变外部凝露形状并作亲水处理或者调整感温包的位置也有利于提高制冷 能力． ３．１．４改进膨胀阀的结构 由于制冷能力不同，膨胀阀的开启压力值需重设，即改变流量特性。改变感温包内封入的气体，膨胀阀 内部的压力弹簧直接采用不锈钢，将膨胀阀的接口由英制改为米制，０形密封圈材质使用ＨＮＢＲ． ２．１．５储液干燥器的改动 Ｒ１２系统广泛采用的干燥剂是硅胶，由于Ｒ１３４ａ的极性和水的极性非常接近，因此硅胶能使Ｒ１３４ａ制冷 剂和水一起被硅胶吸收，从而造成干燥剂的失效，使制冷系统中容易混入水分，如果存在水分易造成冰堵现 象，从而损坏制冷系统．现代汽车Ｒ１３４ａ制冷系统中使用沸石较多，它几乎不吸收Ｒ１３４ａ制冷剂，且干燥性 能良好，或者直接更换储液干燥器 ｌ４ 。． ２．２其他附属部件改装的注意事项 ２．２．１将易熔塞改为安全阀 对于Ｒ１２系统，当压力足够高时其易熔塞熔化，制冷剂 释放到大气中，使系统压力降低，以保护系统，但造成环境 污染．为此Ｒ１３４ａ系统采用了新型安全阀，其工作特性如图 １所示．当高压压力达３．４３ＭＰａ一４．１４ＭＰａ时，安全阀打开， 释放制冷剂；当泄压后压力降至２．７６ ＭＰａ以下时，安全阀 关闭． ２．２．２调整压力开关控制值和改变材质 由于Ｒ１３４ａ与Ｒ１２系统工作压力不同，故系统中压力 控制开关的设定值也不相同．接口形状由英制改为米制，本 图１安全阀工作特性 ・７４・ 刘晓光，罗龙飞：汽车空调制冷剂Ｒ１３４ａ代换Ｒ１２的研究 第５期 体直接采用铝质材料，Ｏ形密封圈广泛采用ＨＮＢＲ，其控制值如表２所示． 表２ Ｒ１３４ａ与Ｒ１２压力开关控制值（ＭＰａ） ２．２．３管路及垫圈的改进 由于Ｒ１３４ａ的分子直径比Ｒ１２小，容易渗透泄露，并且Ｒ１３４ａ制冷剂对橡胶的具有很强的腐蚀性，容易 使Ｒ１２系统的管路膨胀、发泡，严重影响密封性能，所以必须采用ＨＮＢＲ材料并且带有尼龙内层，如表３． 表３ Ｒ１３４ａ与Ｒ１２制冷系统管路材料比较 此外，Ｒ１３４ａ系统采用两端带槽的管道接头，并对接头的形状及尺寸做了改动，Ｒ１３４ａ空调系统采用的 时聚丁睛橡胶（Ｈ—ＮＢＲ）材料的Ｏ型垫圈，管道Ｏ形密封圈须由端面密封改为径向密封，管接头也全部由 英制改为米制 ＿６５－６９． ２．２．４加液阀的改进 Ｒ１３４ａ系统增大了加液阀的阀芯尺寸及外部形状尺寸，所以应调整相应结构．如加液阀接头则改用快速 接头，便于维修和补充制冷剂，有利于提高加注速度和减少制冷剂的泄漏． ２．２．５换用新型冷冻机油 通常汽车空调冷冻机油和制冷剂能够以任意比互溶，参与汽车空调制冷剂循环，特别是对压缩机有润 滑、降温和密封的作用．Ｒ１２系统的冷冻机油是矿物性，与Ｒ１３４ａ不能互溶，因此，必须采用与Ｒ１３４ａ相溶的 ＰＡＧ和ＥＳＴＥＲ两类冷冻机油． 参考文献： ［１］范爱民．汽车空调结构原理与维修［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００９． ［２］潘伟荣．汽车空调［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００５． ［３］张智．汽车空调使用与维修［Ｍ］．延吉：延边人民出版社，２００３． ［４］冀旺年．汽车空调构造与维修［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００７． ［５］夏云铧．新型汽车空调应用与维修［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００５． ［６］汤姆・伯奇．刘振楼等译．汽车供暖与空调系统［Ｍ］．北京：中国劳动社会保障出版社，２００７ ［责任编辑冯喜忠］ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｒ１２ Ｂｙ Ｒ１３４ａ ｏｎ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＬＩＵ Ｘｉａｏ—ｇｕａｎｇ ．ＬＵＯ Ｌｏｎｇ—ｆｅｉ （１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｑｉｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｑｉｕ ４７６０００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｔｔｅｎａｎ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｃｉａｌ Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｃｈｏｏｌ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５１１９１，Ｃｈｉａｎ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒ１３４ａ ｉｓ ａ ｌｏｎｇ—ｔｅｒｍ ｇｒｅｅｎ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔ ｗｉｔｈ ｚｅｒｏ ＯＤＰ（ｏｚｏｎｅ—ｄｅｐｌｅｔｉｎｇ—ｐｏｔｅｎｔｉａ１）ｔｏ ｒｅｐｌａｃｅ Ｒ１２．Ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｎａ— ｔａｒｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｒ１３４ａ ｗｉｔｈ Ｒ１２，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｈｏｗ ｔｏ ｃｈａｎｇｅ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ，ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ，ｅｖａｐ— ｏｒａｔｏｒ ａｎｄ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｖａｌｖｅ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｅｆｉｒｇｅｒａｎｔｓ；ｒｅｆｉｒｇｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ；ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ
