【文章內(nèi)容簡介】 ，未能廣泛應(yīng)用推廣。 冷卻液的流向在發(fā)動機(jī)上有從機(jī)體水套到缸蓋水套流向，也要反方向的，稱為逆流式，主水道與缸數(shù)相等，離水泵越遠(yuǎn)，水道孔徑越大，以保證各缸的冷卻強(qiáng)度相等，遠(yuǎn)離相同于機(jī)油油道形式。關(guān)于汽車?yán)鋮s系統(tǒng) 的開發(fā)，影響因素較多，其中之一就是汽車中網(wǎng)及前杠的造型決定通風(fēng)面積大小，一般在前期造型設(shè)計(jì)時要充分考慮通風(fēng)的有效面積，有些車型為達(dá)到更好的冷卻控制效果，散熱器前部加裝導(dǎo)流板，此方法車速較高時效果較明顯。當(dāng)前的發(fā)展趨勢之一就是改善二次換熱表面（散熱帶或片）的換熱條件，即在二次換熱表面上沖擊一系列密集的有一 定角度的百葉窗孔。通過改變散熱帶或散熱片的表面形狀，提高散熱能力湖北國土資源職業(yè)學(xué)院 汽車水冷散熱器的構(gòu)造與維護(hù) 6 15%～ 20%左右。 目前我們在車輛設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，冷卻系統(tǒng)匹配方面除注意車輛前部造型、流場問題外，為縮短開發(fā)周期及減少開發(fā)成本，通常以環(huán)境艙模擬 路況進(jìn)行熱平衡試驗(yàn)，高溫地區(qū)（新疆吐魯番地區(qū)、海南地區(qū)）進(jìn)行高溫試驗(yàn)進(jìn)行輔助驗(yàn)證。 下面簡單介紹一下我公司環(huán)境艙進(jìn)行的熱平衡試驗(yàn)：按照 GB/ 要求進(jìn)行汽車預(yù)熱，汽車要求滿載，如裝有空調(diào)，試驗(yàn)時應(yīng)使用外循環(huán)，溫度調(diào)節(jié)開關(guān)置于最大冷卻模式，風(fēng)量調(diào)節(jié)開關(guān)置于最大位置。 一般地，環(huán)境艙設(shè)置溫度 35℃、 40℃、 45℃。試驗(yàn)工況如下：發(fā)動機(jī)最大扭矩轉(zhuǎn)速工況 ， 汽車以二擋、油門全開的狀態(tài)行駛，底盤測功機(jī)逐步對汽車施加載荷，以在底盤測功機(jī)上車輛能穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)為宜，一般加載坡度 10%，控制汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn) 定在最大扭矩轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)速偏差范圍在177。 2%或177。 50r/min（取兩者中較大值）以內(nèi)。汽車以最高車速擋、全油門的狀態(tài)行駛，底盤測功機(jī)不加載坡度，控制汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在額定功率轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)速偏差范圍在177。 2%或177。 50r/min（取兩者中較大值）以內(nèi)。不加載坡度，汽車以最高車速擋、全油門的狀態(tài)行駛 30min 后迅速停車并熄火。不加載坡度，汽車以最高車速擋、全油門的狀態(tài)行駛 30min 后，發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，空調(diào)打開。各試驗(yàn)工況穩(wěn)定后即以每20s 時間間隔測量一次各點(diǎn)的溫度并計(jì)算各冷卻系數(shù)。當(dāng)連續(xù) 30min 采集冷卻參數(shù)無 明顯變化的趨勢且變化均在 1℃時，即認(rèn)為整車達(dá)到熱平衡，該試驗(yàn)工況結(jié)束。在試驗(yàn)中的各種工況下，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫、空調(diào)壓力等試驗(yàn)參數(shù)必須至少穩(wěn)定 20min，水溫平衡點(diǎn)的溫度不高于發(fā)動機(jī)許用最高溫度和冷卻介質(zhì)的沸點(diǎn)溫度，車速不低于正常車速的 80%，空調(diào)壓力保持正常，壓縮機(jī)正常工作。一般地，環(huán)境溫度 40℃時高壓不高于 ，低壓不高于 。 散熱器對材料的要求 散熱系數(shù)是評價(jià)散熱器散熱性能優(yōu)劣的重要參數(shù) ,影響因素眾多 ,其中散熱器材料的導(dǎo)熱性能和焊接質(zhì)量對其影響很大。提高散熱系數(shù)可以改善散熱效能 ,使散熱器以較小的尺寸和質(zhì)量達(dá)到上佳的散熱效果。因此 ,導(dǎo)熱性能對散熱器材料至關(guān)重要。 散熱器的工作條件惡劣 ,一般位于汽車前端迎風(fēng)處 ,不僅要經(jīng)受風(fēng)吹雨淋和汽車排出的廢氣以及沙土、泥漿的污染 ,而且還要承受反復(fù)的熱循環(huán)和周期性振動。另外 ,散熱器內(nèi)長期流動著冷卻液 ,其中可能混有腐蝕性及有害的成分 ,對散熱器有銹蝕及腐蝕作用。因此 ,為保證散熱器可靠的發(fā)揮散熱作用 ,對散熱器材料性能有如下要求 : (1)具有良好的導(dǎo)熱性能。 (2)具有一定的強(qiáng)度和較強(qiáng)的耐腐蝕性。 湖北國土資源職業(yè)學(xué)院 汽車水冷散熱器的構(gòu)造與維護(hù) 7 (3)良好的加工性能及釬焊性能。 (4)良好的經(jīng) 濟(jì)性。 三 常用散熱材料 目前 ,常用的散熱器材料主要有銅、鋁和工程塑料等。 銅 銅是重要的有色金屬 ,也是導(dǎo)熱性最好的金屬材料 ,具有優(yōu)良的成型加工性、可釬焊性和耐蝕性 ,長期以來一直作為汽車散熱器的首選材料。銅的資源問題和價(jià)格問題一直是困擾銅散熱器應(yīng)用的主要原因。銅在工業(yè)上應(yīng)用極為廣泛。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展 ,銅的消耗量日益增加 ,但因銅儲量有限 ,隨著消耗量的不斷上升 ,價(jià)格居高不下 ,因而銅散熱器的成本一直難以大幅下降。 鋁 隨著汽車技術(shù)的發(fā)展 ,節(jié)約能 源和環(huán)境保護(hù)等方面的原因?qū)ζ囕p量化的要求越來越迫切。汽車材料的發(fā)展趨勢是輕量化、高性能和強(qiáng)功能 ,散熱器材料也是這樣。人們一直在尋找價(jià)格低廉、性能優(yōu)良的材料來取代銅。近十幾年來 ,散熱器新材料的應(yīng)用有了很大的進(jìn)展 ,尤其是在鋁散熱器方面發(fā)展速度很快。 鋁是汽車工業(yè)使用較多的金屬材料 ,也是汽車輕量化的首選材料。鋁的最大優(yōu)勢是質(zhì)量輕 ,比重僅為銅的三分之一 ,相同體積情況下 ,質(zhì)量可以大大降低 。鋁資源遠(yuǎn)較銅豐富 ,成本也遠(yuǎn)低于銅 。雖然鋁的熱傳導(dǎo)率較銅低 ,僅為銅的 60%,但由于銅散熱器存在熱傳導(dǎo)率更低的錫保護(hù)層 ,使得鋁散熱 器的熱效率反而要高于銅散熱器 。另外 ,鋁還有良好的鑄造加工性能。雖然鋁散熱器具有質(zhì)量輕、原料成本低、散熱性能好等優(yōu)點(diǎn) ,但其焊接工藝性差、生產(chǎn)設(shè)備投入大是長期難以解決的問題 ,限制了鋁散熱器的廣泛應(yīng)用。 目前 ,鋁散熱器比較成熟的生產(chǎn)工藝有兩種 :一種是機(jī)械裝配式 ,此種形式生產(chǎn)的散熱器冷卻水管是圓形或橢圓形 ,采用機(jī)械壓制而成 ,生產(chǎn)成本較低 ,但是由于這種工藝受自身形狀的局限性 ,工作效率不高 。另外一種是釬焊式 ,這種形式生產(chǎn)的冷卻水管是扁狀的 ,不受散熱器自身幾何形狀的限制 ,采用焊接一次成型 ,工作效率高。 由于鋁散熱器的 重量輕 ,并能做到與汽車同壽命 (約 5年 ),因此得到迅速推廣。在歐洲和美國應(yīng)用廣泛 ,主要用于使用條件較好的城市小轎車和輕型車。北美部分地區(qū)開始在大客車、輕型貨車上使用。但是 ,鋁散熱器較差的耐蝕性 ,使得鋁散熱器在使用條件差的重型貨車、工程車輛及軍用車輛上 ,則難于使用。 國內(nèi)汽車散熱器仍以銅散熱器為主 ,鋁散熱器僅在轎車等小型發(fā)動機(jī)上應(yīng)用較廣泛。我國于 1992 年引進(jìn)第一條鋁散熱器生產(chǎn)線以來 ,現(xiàn)已有多條生產(chǎn)線 ,開始是機(jī)械裝配式 ,后來引進(jìn)釬焊工藝生產(chǎn)線。但同國外相比 ,總體上生產(chǎn)工藝落后 ,生湖北國土資源職業(yè)學(xué)院 汽車水冷散熱器的構(gòu)造與維護(hù) 8 產(chǎn)效率低。 3． 3 工程塑料 為了減輕質(zhì)量 ,提高耐腐蝕性和節(jié)約有色金屬 ,許多新材料開始應(yīng)用在散熱器上。在實(shí)際應(yīng)用中 ,散熱器上下水室材料逐漸由工程塑料取代了銅材。常用的是用加入玻璃纖維的尼龍 66(PA66)注塑加工成散熱器的水室 ,并以機(jī)械方式與散熱器芯部接合裝配 ,通過橡膠密封圈使接合面上達(dá)到良好密封 ,同時還起防振作用。另外 ,尼龍 66 具有非常優(yōu)良的耐腐蝕性 ,對散熱器十分有利 。良好的可塑性使得散熱件輕巧而美觀 。耐高溫性可使散熱器的底盤保持完好而不會產(chǎn)生任何彎曲 ,不會減少散熱器的氣體流動。 四 散熱器制造新技術(shù) —— 銅硬釬焊技術(shù) 銅硬釬焊技術(shù) 經(jīng)過采用特殊的銅、錫和磷的釬焊合金 ,將黃銅和紫銅分別制成管和散熱帶釬焊成一個整體 —— 即散熱器和熱交換器。銅硬釬焊技術(shù)的核心是無焊劑、無鉛焊合金和抗退火材料。其工作原理是用奧托昆普公司開發(fā)的銅硬焊金屬填料 OKC600在高溫 590～ 610℃時熔化 ,依靠金屬毛細(xì)管作用力 ,流入焊接間隙 ,與母體材料（抗退火銅材）發(fā)生反應(yīng) ,在交界處形成合金金屬連續(xù)體 ,構(gòu)成高強(qiáng)度的金屬一體化結(jié)構(gòu)。 銅硬焊散熱器具有鋁散熱器不行替代的長處： (1）銅硬釬焊技術(shù)應(yīng)用極薄的銅合金材料 ,與冷卻液接觸的管料采用銅帶經(jīng)激光焊接而成 ,厚度僅 有 。與空氣接觸的帶料采用導(dǎo)熱性能好、強(qiáng)度高、軟化點(diǎn)高的高銅合金 ,璧厚僅有 ～ 。既然銅的比重較鋁大 ,但銅加工成極薄型材料 ,可以減少用材 ,降低重量和本錢。 （ 2）銅硬釬焊工藝采用無鉛釬焊合金 ,在相對較低的溫度下焊接 ,不必要應(yīng)用焊劑 ,焊接溫度容易控制（熔點(diǎn)溫度允差范圍大） ,焊接速度快 ,成品率高。由于生產(chǎn)工藝中省去了危害環(huán)境的去油工序 ,且生產(chǎn)整個過程中無需清洗 ,沒有廢水、毒氣等有害物質(zhì)的生成 ,因而減少了污染 ,改善了工作環(huán)境。再者 ,用這種工藝生產(chǎn)的銅散熱器一旦報(bào)廢后 ,并且還能夠 100％地完全回收 ,再次用于制作新散熱器 ,節(jié)約了寶貴的資源。所以 ,銅硬釬焊技散熱管的外表面所形成的風(fēng)道中經(jīng)過，從而是一種既可以降低本錢 ,又方便于環(huán)境保護(hù)的新工藝、新技術(shù)。 （ 3）銅硬釬焊散熱器應(yīng)用的材料與釬焊合金 ,擁有幾乎相等的惰性 ,使產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕的大概降至最小。釬焊合金 OKC600（ CuNiSnP）對散熱管來說 ,并且是一種保護(hù)涂層。銅硬釬焊散熱器一般說來 ,比錫焊銅 /黃銅散熱器有更高的抗腐蝕本領(lǐng) ,并且與鋁散熱