河南散熱器檢測(cè)費(fèi)用｜機(jī)構(gòu)｜檢測(cè)站-河南基本建設(shè)科研院18137885443

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河南散熱器檢測(cè)費(fèi)用｜機(jī)構(gòu)｜檢測(cè)站-河南基本建設(shè)科研院4006008589
摘要:介紹了鋁散熱器的性能結(jié)構(gòu)和工藝流程,對(duì)所研制的桑塔納轎車鋁散熱器的各項(xiàng)性能進(jìn)行了測(cè)試和綜合評(píng)價(jià),結(jié)果表明,研制的新產(chǎn)品主要性能指標(biāo)完全符合德國(guó)大眾公司標(biāo)準(zhǔn)。
:鋁制散熱器;研制;性能試驗(yàn)
圖1冷卻水溫與燃料消耗的關(guān)系


1引言
發(fā)達(dá)國(guó)家用鋁散熱器代替銅散熱器是因?yàn)殇X散
熱器具有重量輕、散熱效果好、節(jié)能、耐用等許多優(yōu)
點(diǎn)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度是80～90℃之間,在這個(gè)溫度工作,可使燃耗、效率、排氣最少,可延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。散熱器冷卻水溫和能耗的關(guān)系如圖1所示。
燃料燃燒的溫度可達(dá)到1800～2000℃,
燃料熱量的將近1/3傳給發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體、氣缸蓋、活塞、氣門等零部件,這些熱量必須及時(shí)帶走消散到大氣中去,否則很快會(huì)使受熱部件升溫,出現(xiàn)機(jī)件受熱膨脹而相互咬死、潤(rùn)滑系統(tǒng)受高溫失效,零件強(qiáng)度降低易磨損等故障,使發(fā)動(dòng)機(jī)無法正常工作。所以說散熱器是水冷發(fā)動(dòng)機(jī)不可缺少的重要部件。它直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和安全行駛,必須引起高度重視。
散熱器的功能要求其散熱性能優(yōu)良。銅的導(dǎo)熱性明顯高于鋁。但由于汽車散熱器的工作環(huán)境比較惡劣,應(yīng)避免與氨、、氫化物及酸等接觸。為
延長(zhǎng)使用壽命及制造工藝需要,往往在銅帶表面被覆錫保護(hù)層及浸漬鉛錫合金進(jìn)行釬焊成型,這樣銅散熱器在大氣條件下,對(duì)SO2、CO2、H2S4、H2S、潤(rùn)滑油、氣油、等幾乎不受腐蝕。由于Pb的導(dǎo)熱系
數(shù)很低(0.083卡/cm?s?℃
),Sn的導(dǎo)熱系數(shù)也只有0.157卡/cm?s?℃,受PbSn被覆層的影響,銅散熱器的散熱效率反而比鋁散熱器差得多。鋁散熱器用的是防銹鋁合金,抗腐蝕性能很好,其焊接強(qiáng)度比PbSn焊料的焊接強(qiáng)度高3倍。而且重量最少減輕50%,裝拆方便,造價(jià)又低,使鋁散熱器的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)勝于銅散熱器。
發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視鋁散熱器的開發(fā)和應(yīng)用。但鋁散熱器的制造成型技術(shù)比銅散熱器困難,國(guó)外開始很長(zhǎng)時(shí)間一直用氣脹或油脹或浸漬成型工藝,使芯子的抗震、抗扭性能及散熱效果均受限制。直到
80年代中期,美國(guó)對(duì)鋁散熱器釬焊工藝的研究,使
鋁散熱器性能有了新的突破,從而得到迅速發(fā)展,到
90年代初,美國(guó)幾乎淘汰了銅散熱器,而使用鋁散
熱器
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2鋁散熱器芯子結(jié)構(gòu)對(duì)散熱器性能的影響
80年代國(guó)際汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)
的功能要求不斷提高。熱負(fù)荷越來越高,使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的矛盾越來越突出,迫使散熱器不斷更新發(fā)展。散熱器的器芯結(jié)構(gòu)變化過程大體如下。
散熱器冷卻水管形狀從采用圓鋁管,逐步過渡
??—12—
汽車工藝與材料
圖2
夏順龍等:高性能鋁散熱器研制成功
到橢圓鋁管,現(xiàn)在發(fā)展成扁圓鋁管。根據(jù)估算,圓管的散熱效率若是,則橢圓管散熱效率為110%,而扁圓管可達(dá)120%～125%。
散熱器的散熱翅片對(duì)散熱效率影響更大。最初的散熱翅片是片式,又稱板式、百頁窗式,后來發(fā)展成帶條錯(cuò)位式也稱蜂巢式,發(fā)展成帶條開窗式。介紹,開窗式翅片的的擾流性和破風(fēng)膜能力,其散熱效率比百頁窗式最少高出35%以上。
散熱器總成制造工藝同樣直接影響散熱效率和使用壽命,開始采用脹管式、浸漬式,后來發(fā)展到目前的高溫釬焊式,使散熱器整體堅(jiān)實(shí)可靠,抗震抗扭性能大有提高。90年代水平的散熱器是由扁圓鋁管和帶條開窗式翅片經(jīng)過高溫釬焊而成的,使散熱器的綜合性能大大提高。這樣可以縮小散熱器的體積,使車頭空間相對(duì)寬暢了。


3國(guó)內(nèi)鋁散熱器的情況及我們的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
我國(guó)汽車目前仍以銅散熱器為主,僅在一些轎車上用鋁散熱器。而這些鋁散熱器的器芯結(jié)構(gòu)和成型工藝基本上屬于國(guó)際70年代前期的水平。采用圓鋁管加百頁窗式翅片經(jīng)過脹管工藝成型,其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備投資少、生產(chǎn)成本低。從整體上評(píng)價(jià),我國(guó)汽車散熱器與水平差距仍有20年。但是,也有拔尖的產(chǎn)品。
一汽集團(tuán)公司在1996年底向美國(guó)福特汽車公司引進(jìn)一條自動(dòng)化程度很高的鋁散熱器生產(chǎn)線。年生產(chǎn)能力15萬套。散熱器的冷卻水管采用鋁帶經(jīng)過組合對(duì)輥?zhàn)詣?dòng)冷彎后成型,經(jīng)高頻焊接成扁圓鋁管再與開窗式翅片經(jīng)過高溫釬焊而成,產(chǎn)品達(dá)到水平。這種高性能散熱器是國(guó)家要求重點(diǎn)發(fā)展的汽車零部件之一。在“九五”規(guī)劃中要求在2000年時(shí)生產(chǎn)能力達(dá)到180萬套,目前距國(guó)家規(guī)劃要求甚遠(yuǎn)。
我們從“八五”期間開始進(jìn)行扁圓管的試制。經(jīng)過反反復(fù)復(fù)的失敗改進(jìn)、再失敗再改進(jìn),最后從設(shè)備、工夾具到工藝過程摸索出一套成熟的扁圓管生產(chǎn)工藝,再配以開窗式翅片經(jīng)過高溫釬焊制成高性能鋁散熱器。該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式和成型工藝與一汽引進(jìn)的福特生產(chǎn)線產(chǎn)品屬于同一種類型。盡管我們的裝備遠(yuǎn)不及美國(guó)福特生產(chǎn)線好,但是我們的產(chǎn)品和工藝技術(shù)與引進(jìn)的福特生產(chǎn)線比較,仍具有一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
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a.引進(jìn)的福特生產(chǎn)線采用厚度為<0.5mm
的薄鋁帶,經(jīng)過多道對(duì)輥連續(xù)冷彎成型后采用高頻焊接成鋁扁管。冷彎高頻焊接的技術(shù)要求非常嚴(yán)格,若帶材表面不清潔、有粉塵、油污、斑點(diǎn)、毛刺,或帶材寬、厚不勻,對(duì)輥輥型磨損或電流電壓波動(dòng)等,均會(huì)影響焊接管的質(zhì)量,給以后散熱器的冷卻水管留下種種隱患。據(jù)說鋁散熱器側(cè)漏是國(guó)外汽車的通病,而我們采用的是無縫扁圓鋁管,了焊縫側(cè)漏的弊病。德國(guó)、日本等外商了解我們的產(chǎn)品后比較感興趣,要求我們提供樣品。


b.引進(jìn)福特生產(chǎn)線投資大,生產(chǎn)成本高,產(chǎn)品規(guī)格變化困難。我們采用的設(shè)備和原材料全部國(guó)產(chǎn)化,投資少,是引進(jìn)線的1/4;生產(chǎn)成本低,是引進(jìn)線的1/3,而且工藝靈活性大,適應(yīng)我國(guó)汽車工業(yè)生產(chǎn)批量小、品牌雜、品種規(guī)格多的現(xiàn)狀。
從上述比較清楚看到,我們的產(chǎn)品具有高起點(diǎn)、高技術(shù)、高性能、低成本、國(guó)產(chǎn)化的特點(diǎn),搶占了國(guó)內(nèi)鋁散熱器的制高點(diǎn)。


4工藝流程簡(jiǎn)介
主要工藝流程方塊圖如圖2所示。
5檢測(cè)結(jié)果
檢測(cè)單位:長(zhǎng)春汽車散熱器研究所檢測(cè)對(duì)象:杭州富陽產(chǎn)桑塔納散熱器
檢測(cè)依據(jù):德國(guó)大眾汽車公司標(biāo)準(zhǔn)TL-
VW874
報(bào)告日期:1997年7月15日?qǐng)?bào)告者:趙東
審核批準(zhǔn):戴梅男
5.1耐高溫壓力脈沖性能試驗(yàn)
試驗(yàn)設(shè)備:內(nèi)沖液式高溫壓力脈沖試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)方法:按德國(guó)大眾汽車公司標(biāo)準(zhǔn)TL-VW874中4.1規(guī)定進(jìn)行,試驗(yàn)條件如表1。
表1
壓力(kPa)
油溫(℃)周期(s/次)
10～200～10
130+5
7
試驗(yàn)結(jié)果:經(jīng)2.0×104
次耐高溫壓力脈沖性能試驗(yàn),未發(fā)現(xiàn)有裂紋、脫焊、泄漏等機(jī)械損傷現(xiàn)象,滿
??5.2耐振動(dòng)性能試驗(yàn)
試驗(yàn)設(shè)備:MTS840振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)。
試驗(yàn)方法:按德國(guó)大眾汽車公司標(biāo)準(zhǔn)TL-VW874中4.2規(guī)定:將散熱器注滿常溫水后密封,按實(shí)際使用情況將散熱器固定在試驗(yàn)臺(tái)上,條件如表2。
表2
頻率(Hz)
加速度峰值(m/s2)
振動(dòng)方向20
25
垂直
試驗(yàn)結(jié)果:經(jīng)過1.5×106
次耐振動(dòng)性能試驗(yàn),未發(fā)現(xiàn)有裂紋、脫焊、泄漏等機(jī)械損傷現(xiàn)象,滿足德
國(guó)大眾汽車公司標(biāo)準(zhǔn)TL-VW874中規(guī)定的質(zhì)量指標(biāo)要求。
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5.3負(fù)壓密封性能試驗(yàn)
試驗(yàn)設(shè)備:負(fù)壓檢漏試驗(yàn)臺(tái)
試驗(yàn)方法:按德國(guó)大眾汽車公司標(biāo)準(zhǔn)TL-VW874中3.5規(guī)定,將散熱器內(nèi)空氣抽至壓力10kPa.并保壓5s,然后恢復(fù)常壓,反復(fù)進(jìn)行3次,
然后做正壓密封性能檢查。具體步驟如下:將散熱器除進(jìn)水口外其余孔堵上,用橡膠管把進(jìn)水口連接在壓縮空氣管路上,再把散熱器放入水槽內(nèi),散熱器內(nèi)通入250kPa壓縮空氣,保壓60s,觀察水槽內(nèi)是否有氣泡。
試驗(yàn)結(jié)果:按上述試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果無泄漏,滿足德國(guó)大眾汽車公司標(biāo)準(zhǔn)TL-VW874中3.5項(xiàng)規(guī)定的負(fù)壓密封要求。
5.4
散熱器性能試驗(yàn)試驗(yàn)依據(jù)JB2293-78《汽車拖拉機(jī)風(fēng)洞試驗(yàn)方
法》和德國(guó)大眾汽車公司標(biāo)準(zhǔn)TL-VW874。
試驗(yàn)設(shè)備:使用長(zhǎng)春汽車散熱器研究所風(fēng)洞試驗(yàn)臺(tái)。該試驗(yàn)臺(tái)從采集數(shù)據(jù)、計(jì)算到試驗(yàn)結(jié)果由一臺(tái)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)。
試驗(yàn)工況:溫差為65℃,水流量為100L/min,風(fēng)流量為1000L/s.試驗(yàn)結(jié)果見表
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