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汽车 散热器 设计 内燃机 yc550 全套 cad 图纸

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下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985江苏新岛 YC550散热器的设计摘 要：冷却系统的作用是保证发动机在最适宜的温度状态下工作。而散热器是冷却系统的重要部件，介绍汽车散热器的结构型式及其对材料的要求。重点分析汽车散热器材料的应用及其制造技术的发展情况，并指出汽车散热器的发展趋势。以新岛公司现有产品 YC550 散热器为设计课题，分析现有的散热器的结构形式及其对材料的要求，分析现有的散热器制造技术和材料的选择。参考国内外散热器制造的新技术铜硬钎焊技术，铜硬钎焊技术通过采用特殊的铜、锡和磷的钎焊合金,将黄铜和紫铜分别制成管和散热带钎焊成一个整体即散热器和热交换器。铜硬钎焊技术的核心是无焊剂、无铅焊合金以及抗退火材料。介绍了铜硬纤焊散热器的工艺技术原理及主要材料的性能。指出了铜硬纤焊散热器在制带、制管、主片及纤焊炉选型等方面的工艺要点。铜硬纤焊散热器具有成本低、小型化、无污染及材料的回收和再生产利用率高等优点。其工作原理是用奥托昆普公司开发的铜硬焊金属填料 OKC600 在高温 590610 时熔化,依靠金属毛细管的作用力,流入焊接间隙,与母体材料(抗退火铜材)发生反应,在交界处形成合金金属连续体,构成高强度的金属一体化结构，可见新型的铜硬钎焊技术有不着不可取代的优点，可减轻整体散热器的质量。同时分析散热器制造的技术要求，改进加工工艺。在降低成本的同时提高产品的寿命，延长使用寿命。关键词：汽车散热器； 冷却系统 ；材料要求； 制造技术； 钎焊技术；下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985Design of Jiangsu Xindao radiator YC550Abstract: The cooling system ensures that the engine works at appropriate temperature and radiator is the important part of the cooling system. This paper introduces the structure type of the automobile radiators and material requirements. Especially it analyzes the application of the automobile radiator material and the development of the manufacturing technology and the development trend of automobile radiators.It gives an overview of yc550 radiator produced by Xindao Company. It analyzes the existing radiators structural style and to the material request, and the existing radiator technique of manufacture and the material choice. Reference to the radiator at home and abroad to create new technologies - CuproBraze technology, CuproBraze technology through the use of special copper, tin and phosphorus brazing alloys, respectively, will be made of brass and copper pipes and heat with solder welded into a whole - that is, the radiator and heat exchangers. The key technology of radiator manufacture by CuproBraze is not necessary to use flux, kupper solder and annealing resistance material. The process and technology principle and main material performances for CuproBraze radiator are introduced , the critical technology points of fin and tube manufacture ,header and soldering furnace selection , etc. are presented. The CuproBraze has its advantages of lower cost ,small size ,no contamination , higher material recovery and reproduction usage rate . Its working principle is developed by Outokumpu Copper OKC600 brazing filler metal at a high temperature at 590 610 melting, metal capillary forces to rely on, and flows into the welding gap, with the parent material (anti-annealed copper) react formed at the junction of the continuum of metal alloys, high strength metal integrated structure, we can see new CuproBraze technology could not irreplaceable advantages, reduce the overall quality of the radiator. Radiator at the same time analyzing the technical requirements for manufacturing, processing technology to improve. At the same time reducing costs to 下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985 江苏新岛 YC550 散热器的设计improve product life and prolong life.Key word: automobile radiator; cooling system; material requirement; manufacturing technology brazing technology.下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985目录1 绪论 .11.1 课题来源 .21.2 国内外现状 .31.3 本课题拟订的解决问题 .31.4 解决方案和预期效果 .31.4.1 解决方案 .32 散热器总体设计 .42.1 散热器简介 .42.2 散热器的结构 .42.3 散热器的芯子结构形式 .52.4 散热器对材料的要求 .72.5 散热器的设计 .72.5.1 散热器的作用 .72.5.2 散热器的构造 .82.5.3 散热器散热效果的调节 .92.5.4 散热器散热面积的计算 .92.4 散热器的材料和成型技术 .112.4.1 散热器材料选择论述 .112.4.2 常用散热材料 .122.4.3 散热器制造新技术 铜硬钎焊新技术 .132.5 铜硬钎焊技术 .132.5.1 铜硬钎焊散热器的工艺原理 .132.6 技术要求 .153 结论 .16文献资料 .17致谢 .18下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985 江苏新岛 YC550 散热器的设计下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709851绪论汽车发动机大多采用强制循环式水冷系统,水冷系统主要由水泵、散热器、节温器、冷却风扇、水套等组成，其主要功用是保证发动机在最适当的温度范围内工作，防止出现过热或过冷现象。散热器是汽车发动机冷却系统的重要部件，其作用是将发动机水套内冷却液从高温零件所吸收的热量散发到空气中。因此，散热器性能的好坏直接影响汽车发动机的散热效果，进而对汽车的动力性、经济性和可靠性会有很大的影响。汽车书冷发动机散热器由冷却用的散热器芯部、进水室和出水室三部分组成。冷却液在散热器芯内流动，空气从散热器芯外高速流过，冷却液和空气通过散热器芯部进行热量交换。目前，汽车散热器的结构形式可分为直流型和横流型两大类。散热器芯部应具有足够的通流面积让冷却液通过；同时也应具备足够的空气通流面积，让组量的空气通过以带走冷却液传给散热器的热量；还必须具有足够的三热面积，完成冷却液、空气和散热片之间的热量交换。散热器芯部的结构形式主要有管片式和管带式两大类。散热器主要是用铜和锡制造的。这是由于铜的导热性能优良，能够耐腐蚀，易于铅焊加工。但由于铜的资源问题及价格问题，对散热器不仅从材料厚度方面有所改进，而且从结构上也有重大的突破。从原有的管片式芯子结构，又发明了管带式芯子结构，使得在不减少原有性能的情况下，质量减少今 30%。这重结构广泛用于中、小功率的汽车上。随着汽车发动机转速和功率的不断提高、热负荷也越来越高，对冷却系统的要求也越来越高，人们对包括散热器在内的冷却系统的研究愈加重视，新技术、新材料不断涌现，汽车散热器正朝着轻型、高效、经济的方向发展。11 课题来源本课题针对于盐城新岛散热器有限公司 YC550 型散热器进行。该公司的散热器产品有：YC550、TY295、YC385A、YC385C、YC350、YC400、YC500、YC550、YC700。YC550 型散热器用于重型柴油拖拉机，是该公司的主要产品之一。经过在新岛公司的为时不长的简短的参观实习，发现该公司的主要市场竞争产品是拖拉机制动器，而散热器一直没有较大的市场分额。单从产品的设计生产的专业方面讲，大概主要有以下几个问题：散热器总体结构简单，但部件复杂，属于钣金件产品。大部分的部件由模具冲压而成，生产加工精度要求相下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985 江苏新岛 YC550 散热器的设计对不高，也就没有更多产品附加值；散热器是汽车的主要部件，技术已经比较成熟，产品的加工工艺和实现手段也已经趋于统一，没有更多的突破和创新的空间；由于散热器的改进创新不可能是片面性的，涉及技术较多，研发的时间和资金投入都会很多，所以生产企业只能以引进成品技术进行再生产。而就目前全球的散热器设计生产而言，上述问题也是普遍存在。随着发动机采用更加紧凑的设计和具有更大的比功率,发动机生产的废热密度也随之明显增大。一些关键区域,如排气门周围的散热问题需优先考虑。冷却系统即便出现小的故障也可能在这样的区域造成灾难性的后果。发动机冷却系统的散热能力一般应满足发动机满负荷时的散热需求,因为此时发动机产生的热量最大。然而,在部分负荷时,冷却系统会发生功率损失。水泵所提供的冷却液流量超过所需的流量。我们希望发动机冷启动时间尽可能短。因为发动机怠速时排放的污染物较多,油耗也大。而冷却系统的结构对发动机的冷启动时间有较大的影响。现代的发动机设计充分考虑这些问题,将发动机的热量管理系统纳入到整个发动机控制系统中,全面考虑发动机的暖机、冷却效率、废气排放控制、燃油利用、乘客室的取暖和三元催化剂活化时间等。目前的冷却系统属于被动系统,只能有限地调节发动机和汽车的热分布状态。采用先进的冷却系统设计和先进的工作方式可大大改进冷却系统,使冷却系统高效地运行,间接地提高燃料经济性和降低排放量。12 国内外现状我国汽车散热器的发展有多年的历史，汽车散热器属于比较传统的行业。根据中国内燃机工业年鉴统计，从事汽车散热器生产和服务的企业有 100多家，但多数为中小企业，具有一定技术实力和用现代化的生产设备，生产质量和性能稳定；而中小企业多采用劳动密集型的作业方式，产品生产成本低，其产品一般供应国内外的售后市场。近年来，汽车散热器厂商的利润有下降的趋势，企业间的竞争也更加激烈，一方面由于汽车产品的价格不断下降，整车厂将成本下降的压力转嫁到零部件供应商手中。另一方面上游的原材料价格不断上涨，这使得汽车散热器企业不得不加大研发力度，从产品的设计研发上就考虑如何降低散热器产品的成本，在这种形势下，那么大型的散热器厂商技术实力有了一定程度的进步，其产品可靠性和产品质量有了较大提高。国际上散热器系统轻量化已达到相当完善的程度，从铝散热器基础材料至各种散热器用管材及制造技术，以及散热器系统轻量化所涉及的领域都进行了充分的研究!保证了散热器系统轻量化的顺利进行。而我国则随着几个引进车型的国产化工作!才开始铝散热器的生产%上述几方面亦刚刚起步或尚未开展大规模的研究工作!妨碍了我国引进车型国产化工作以及自主发展轿车工业。其根本原因之一就是我们至今尚未完全掌握国外在 20 年前就已掌握的铝散热器用薄壁管材高频焊制造技术和大批量生产手段。下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985鉴于我国轿车散热器用管材的品种单一.性能落后.价格偏高以及制造技术落后的状况。摆在我们面前的一个重要任务就是通过执行轿车材料“九五”专题，使轿车铝散热器用带材.管材国产化，达到性能优异.质量可靠.价格低廉.规格品种齐全。并能大批量稳定生产，高频焊薄壁管材制造技术国产化，打破国外市场及价格垄断，达到国外九十年代初水平，为形成独立自主的散热器用管材研究开发体系奠定基础。13 本课题拟订的解决问题由于资金和技术限制的诸多原因，开发新型的散热器、改革加工手段都是不现实的。那么可以考虑改进现有产品构件、加工精度、加工工艺的优化。从中间过程中进一步的提高散热器的技术整装水平，降低制造成本，提高产品市场竞争力。14 解决方案和预期效果1.4.1 解决方案散热器在限定的空间内应具有足够的散热性能和较长的使用寿命，所以整个散热器总成必须降低原材料消耗，改善生产工艺和结构，降低生产成本，实现薄壁、轻型、高效。改进总体设计和工艺设计主要是铜管串片、框架等，改进设计铜管串片的成型模具。采用新型材料提高散热器的工作能力，应用的制造技术，以此提高散热器的耐高温性能，散热性能和强度也随之大幅度提高。1.4.2 预期结果对结构的优化设计和模具的部分改进，实现新的加工工艺：散热器所用材料厚度将更薄，从现在的平均 0.3mm 降低到 0.265mm，甚至更低，这不但可以减少材料的消耗，更可以提高散热器的散热效果；通过结构方面的改进和设计，加上散热器框架，铝质散热器强度将进一步提高；产品生产的自动化程度将进一步提高，产品的可靠性和耐久性进一步提高。2散热器总体设计2.1散热器简介散热器是汽车发动机冷却剂与空气进行热交换的换热设备, 其作用是将发动机水套内冷却液从高温零件所吸收的热量散发到空气中, 其性能的好坏直接影响汽车发动机的散热效果, 进而对汽车的动力性、经济性和可靠性会有很大影响。如果散热能力太小, 发动机零件会过热变形 ( 甚至会使零件损坏) , 降低发动机机械强度和刚度, 破坏润滑油膜, 汽油机中的高温可燃混合气常常会产生早燃或爆燃, 导致不正常工作; 如果冷却水的工作温度高于沸腾温度, 将会使发动机出现“开锅”现象, 这些都会使发动机性能下降; 如果散热器散热能力过高, 将热量过多地散发到大气中去, 就必然要损耗一部分热能, 影响汽下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985 江苏新岛 YC550 散热器的设计车运行的经济性。并且机油在低温时黏度增高, 零件运动的摩擦阻力增加, 输出功率减少, 影响汽车的动力性。因此, 设计和使用优良的散热器是保障汽车良好运行的必要条件。随着汽车发动机转速和功率的不断提高, 热负荷也越来越高, 对冷却系统的要求也越来越高, 人们对包括散热器在内的冷却系统的研究越加重视, 新技术、新材料不断涌现,使得汽车散热器正朝着轻型、高效、经济的方向发展。22 散热器的结构汽车水冷发动机散热器由冷却用的散热器芯部、进水室和出水室三部分组成。冷却液在散热器内流动, 空气从散热器外高速流过, 冷却液和空气通过散热器芯部进行热量交换。目前, 汽车散热器的结构形式可分为直流型（见图 2-1）和横流型（见图 2-2）两大类。图 2-1 直流式散热器1 散热器 2 上水室 3 下水室 4 散热器芯子散热器芯部的结构形式主要有管片式和管带式两大类。管片式散热器里面是由许多细的冷却管和散热片构成, 冷却管大多采用扁圆形截面, 以减小空气阻力, 增加传热面积。管带式散热器是由波纹状散热带和冷却管相间排列经焊接而成。与管片式散热器相比, 管带式散热器在同样的条件下散热面积可以增加 12% 左右, 另外散热带上开有扰动气流的类似百叶窗的孔, 以破坏流动空气在散热带表面上的附着层, 提高散热能力。开百叶窗波状带的散热器传热效率同普通平片散热片相比可提高 160%。下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985图 2-2 横流式散热器1 散热器盖 2 汽液分离器 3 进水管 4 自动变速器掖压冷却器 5 放水塞 6 放水口 7 出水口23 散热器的芯子结构形式散热器芯子是散热器的核心部分, 起主要的散热作用。散热器芯子由散热管、散热片或散热带、上下主片等组成。由于它具有足够的散热面积, 因此能保证将必须的热量从发动机散发到周围的大气中去。而且散热器芯子是用极薄的导热性能好的金属及其合金制造的, 能使散热器芯子以最小的质量和尺寸达到最高的散热效果。散热器芯子的结构有多种, 如管片式、管带式、细胞式、管芯式等等。常见的多为管片式和管带式。如图（2-3）所示常见的多为管片式和管带式。a b 毕 业 设 计开 题 论 证 报 告专 业 机械制造及其自动化 学生姓名 班 级 学 号 指导教师 完成日期 1课题名称：新岛公司 YC550 内燃机散热器一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述课题来源：生产实际课题研究的主要内容:1 新岛公司的现状盐城新岛散热器有限公司位于盐城市经济开发区,总投资 30000 万元,是内燃机散热器的专业制造企业。公司年产内燃机散热器 10 万台、四轮拖拉机制动器 6 万台。散热器产品有：TY290、TY295、YC385A 、YC385C、YC350、YC400 、YC500 、YC550、YC700，并可根据客户要求加工制作汽车散热器、摩托车散热器、车用暖风空调等产品。公司同时生产四轮拖拉机制动器总成。2 对问题的进一步分析经过在新岛公司的为时不长的简短的参观实习，发现该公司的主要市场竞争产品是拖拉机制动器，而散热器一直没有较大的市场分额。单从产品的设计生产的专业方面讲，大概主要有以下几个问题：（1） 、散热器总体结构简单，但部件复杂，属于钣金件产品。大部分的部件由模具冲压而成，生产加工精度要求相对不高，也就没有更多产品附加值。（2） 、散热器是汽车的主要部件，技术已经比较成熟，产品的加工工艺和实现手段也已经趋于统一，没有更多的突破和创新的空间。（3） 、由于散热器的改进创新不可能是片面性的，涉及技术较多，研发的时间和资金投入都会很多，所以生产企业只能以引进成品技术进行再生产3、 国内外现状综述我国汽车散热器的发展有多年的历史，汽车散热器属于比较传统的行业。根据中国内燃机工业年鉴统计，从事汽车散热器生产和服务的企业有 100 多家，但多数为中小企业，具有一定技术实力和用现代化的生产设备，生产质量和性能稳定；而中小企业多采用劳动密集型的作业方式，产品生产成本低，其产品一般供应国内外的售后市场。近年来，汽车散热器厂商的利润有下降的趋势，企业间的竞争也更加激烈，一方面由于汽车产品的价格不断下降，整车厂将成本下降的压力转嫁到零部件供应商手中。另一方面上游的原材料价格不断上涨，这使得汽车散热器企业不得不加大研发力度，从产品的设计研发上就考虑如何降低散热器产品的成本，在这种形势下，那么大型的散热器厂商技术实力有了一定程度的进步，其产品可靠性和产品质量有了较大提高。国际上散热器系统轻量化已达到相当完善的程度，从铝散热器基础材料至各种散热器用管材及制造技术，以及散热器系统轻量化所涉及的领域都进行了充分的研究!保2证了散热器系统轻量化的顺利进行。而我国则随着几个引进车型的国产化工作!才开始铝散热器的生产%上述几方面亦刚刚起步或尚未开展大规模的研究工作!妨碍了我国引进车型国产化工作以及自主发展轿车工业。其根本原因之一就是我们至今尚未完全掌握国外在 20 年前就已掌握的铝散热器用薄壁管材高频焊制造技术和大批量生产手段。鉴于我国轿车散热器用管材的品种单一.性能落后.价格偏高以及制造技术落后的状况。摆在我们面前的一个重要任务就是通过执行轿车材料“九五”专题，使轿车铝散热器用带材.管材国产化，达到性能优异.质量可靠.价格低廉.规格品种齐全。并能大批量稳定生产，高频焊薄壁管材制造技术国产化，打破国外市场及价格垄断，达到国外九十年代初水平，为形成独立自主的散热器用管材研究开发体系奠定基础。二、本课题拟解决的问题由于资金和技术限制的诸多原因，开发新型的散热器、改革加工手段都是不现实的。那么可以考虑改进现有产品构件、加工精度、加工工艺的优化。从中间过程中进一步的提高散热器的技术整装水平，降低制造成本，提高产品市场竞争力。三、解决方案及预期效果1、解决方案散热器在限定的空间内应具有足够的散热性能和较长的使用寿命，所以整个散热器总成必须降低原材料消耗，改善生产工艺和结构，降低生产成本，实现薄壁、轻型、高效。改进总体设计和工艺设计主要是铜管串片、框架等，改进设计铜管串片的成型模具。2、预期效果对结构的优化设计和模具的部分改进，实现新的加工工艺 散热器所用材料厚度将更薄，从现在的平均 0.3mm 降低到 0.265mm，甚至更低，这不但可以减少材料的消耗，更可以提高散热器的散热效果； 通过结构方面的改进和设计，加上散热器框架，铝质散热器强度将进一步提高。 产品生产的自动化程度将进一步提高，产品的可靠性和耐久性进一步提高。3四、课题进度安排3 月 1 日3 月 14 日毕业实习阶段。毕业实习，查阅资料，到多个公司实践，撰写实习报告。3 月 15 日3 月 31 日开题阶段。提出总体设计方案及草图，填写开题报告。4 月 1 日5 月 14 日 设计初稿阶段。完成总体设计图、部件图、零件图。5 月 15 日5 月 31 日 中期工作阶段。完善设计图纸，编写毕业设计说明书，中期检查。6 月 1 日6 月 4 日毕业设计预答辩。6 月 5 日6 月 12 日毕业设计整改。图纸修改、设计说明书修改、定稿，材料复查。6 月 10 日6 月 11 日毕业设计材料评阅。6 月 12 日6 月 13 日毕业答辩。6 月 14 日6 月 15 日材料整理装袋。五、指导教师意见签名 年 月 日六、专业系意见签名 年 月 日4七、学院意见签名 年 月 日江苏新岛 YC550散热器的设计摘 要：冷却系统的作用是保证发动机在最适宜的温度状态下工作。而散热器是冷却系统的重要部件，介绍汽车散热器的结构型式及其对材料的要求。重点分析汽车散热器材料的应用及其制造技术的发展情况，并指出汽车散热器的发展趋势。以新岛公司现有产品 YC550 散热器为设计课题，分析现有的散热器的结构形式及其对材料的要求，分析现有的散热器制造技术和材料的选择。参考国内外散热器制造的新技术铜硬钎焊技术，铜硬钎焊技术通过采用特殊的铜、锡和磷的钎焊合金,将黄铜和紫铜分别制成管和散热带钎焊成一个整体即散热器和热交换器。铜硬钎焊技术的核心是无焊剂、无铅焊合金以及抗退火材料。介绍了铜硬纤焊散热器的工艺技术原理及主要材料的性能。指出了铜硬纤焊散热器在制带、制管、主片及纤焊炉选型等方面的工艺要点。铜硬纤焊散热器具有成本低、小型化、无污染及材料的回收和再生产利用率高等优点。其工作原理是用奥托昆普公司开发的铜硬焊金属填料 OKC600 在高温 590610 时熔化,依靠金属毛细管的作用力,流入焊接间隙,与母体材料(抗退火铜材)发生反应,在交界处形成合金金属连续体,构成高强度的金属一体化结构，可见新型的铜硬钎焊技术有不着不可取代的优点，可减轻整体散热器的质量。同时分析散热器制造的技术要求，改进加工工艺。在降低成本的同时提高产品的寿命，延长使用寿命。关键词：汽车散热器； 冷却系统 ；材料要求； 制造技术； 钎焊技术；Design of Jiangsu Xindao radiator YC550Abstract: The cooling system ensures that the engine works at appropriate temperature and radiator is the important part of the cooling system. This paper introduces the structure type of the automobile radiators and material requirements. Especially it analyzes the application of the automobile radiator material and the development of the manufacturing technology and the development trend of automobile radiators.It gives an overview of yc550 radiator produced by Xindao Company. It analyzes the existing radiators structural style and to the material request, and the existing radiator technique of manufacture and the material choice. Reference to the radiator at home and abroad to create new technologies - CuproBraze technology, CuproBraze technology through the use of special copper, tin and phosphorus brazing alloys, respectively, will be made of brass and copper pipes and heat with solder welded into a whole - that is, the radiator and heat exchangers. The key technology of radiator manufacture by CuproBraze is not necessary to use flux, kupper solder and annealing resistance material. The process and technology principle and main material performances for CuproBraze radiator are introduced , the critical technology points of fin and tube manufacture ,header and soldering furnace selection , etc. are presented. The CuproBraze has its advantages of lower cost ,small size ,no contamination , higher material recovery and reproduction usage rate . Its working principle is developed by Outokumpu Copper OKC600 brazing filler metal at a high temperature at 590 610 melting, metal capillary forces to rely on, and flows into the welding gap, with the parent material (anti-annealed copper) react formed at the junction of the continuum of metal alloys, high strength metal integrated structure, we can see new CuproBraze technology could not irreplaceable advantages, reduce the overall quality of the radiator. Radiator at the same time analyzing the technical requirements for manufacturing, processing technology to improve. At the same time reducing costs to 江苏新岛 YC550 散热器的设计improve product life and prolong life.Key word: automobile radiator; cooling system; material requirement; manufacturing technology brazing technology.目录1 绪论 .11.1 课题来源 .21.2 国内外现状 .31.3 本课题拟订的解决问题 .31.4 解决方案和预期效果 .31.4.1 解决方案 .32 散热器总体设计 .42.1 散热器简介 .42.2 散热器的结构 .42.3 散热器的芯子结构形式 .52.4 散热器对材料的要求 .72.5 散热器的设计 .72.5.1 散热器的作用 .72.5.2 散热器的构造 .82.5.3 散热器散热效果的调节 .92.5.4 散热器散热面积的计算 .92.4 散热器的材料和成型技术 .112.4.1 散热器材料选择论述 .112.4.2 常用散热材料 .122.4.3 散热器制造新技术 铜硬钎焊新技术 .132.5 铜硬钎焊技术 .132.5.1 铜硬钎焊散热器的工艺原理 .132.6 技术要求 .153 结论 .16文献资料 .17致谢 .18江苏新岛 YC550 散热器的设计1绪论汽车发动机大多采用强制循环式水冷系统,水冷系统主要由水泵、散热器、节温器、冷却风扇、水套等组成，其主要功用是保证发动机在最适当的温度范围内工作，防止出现过热或过冷现象。散热器是汽车发动机冷却系统的重要部件，其作用是将发动机水套内冷却液从高温零件所吸收的热量散发到空气中。因此，散热器性能的好坏直接影响汽车发动机的散热效果，进而对汽车的动力性、经济性和可靠性会有很大的影响。汽车书冷发动机散热器由冷却用的散热器芯部、进水室和出水室三部分组成。冷却液在散热器芯内流动，空气从散热器芯外高速流过，冷却液和空气通过散热器芯部进行热量交换。目前，汽车散热器的结构形式可分为直流型和横流型两大类。散热器芯部应具有足够的通流面积让冷却液通过；同时也应具备足够的空气通流面积，让组量的空气通过以带走冷却液传给散热器的热量；还必须具有足够的三热面积，完成冷却液、空气和散热片之间的热量交换。散热器芯部的结构形式主要有管片式和管带式两大类。散热器主要是用铜和锡制造的。这是由于铜的导热性能优良，能够耐腐蚀，易于铅焊加工。但由于铜的资源问题及价格问题，对散热器不仅从材料厚度方面有所改进，而且从结构上也有重大的突破。从原有的管片式芯子结构，又发明了管带式芯子结构，使得在不减少原有性能的情况下，质量减少今 30%。这重结构广泛用于中、小功率的汽车上。随着汽车发动机转速和功率的不断提高、热负荷也越来越高，对冷却系统的要求也越来越高，人们对包括散热器在内的冷却系统的研究愈加重视，新技术、新材料不断涌现，汽车散热器正朝着轻型、高效、经济的方向发展。11 课题来源本课题针对于盐城新岛散热器有限公司 YC550 型散热器进行。该公司的散热器产品有：YC550、TY295、YC385A、YC385C、YC350、YC400、YC500、YC550、YC700。YC550 型散热器用于重型柴油拖拉机，是该公司的主要产品之一。经过在新岛公司的为时不长的简短的参观实习，发现该公司的主要市场竞争产品是拖拉机制动器，而散热器一直没有较大的市场分额。单从产品的设计生产的专业方面讲，大概主要有以下几个问题：散热器总体结构简单，但部件复杂，属于钣金件产品。大部分的部件由模具冲压而成，生产加工精度要求相对不高，也就没有更多产品附加值；散热器是汽车的主要部件，技术已经比较成熟，产品的加工工艺和实现手段也已经趋于统一，没有更多的突破和创新的空间；由于散热器的改进创新不可能是片面性的，涉及技术较多，研发的时间和资金投入都会很多，所以生产企业只能以引进成品技术进行再生产。而就目前全球的散热器设计生产而言，上述问题也是普遍存在。随着发动机采用更加紧凑的设计和具有更大的比功率,发动机生产的废热密度也随之明显增大。一些关键区域,如排气门周围的散热问题需优先考虑。冷却系统即便出现小的故障也可能在这样的区域造成灾难性的后果。发动机冷却系统的散热能力一般应满足发动机满负荷时的散热需求,因为此时发动机产生的热量最大。然而,在部分负荷时,冷却系统会发生功率损失。水泵所提供的冷却液流量超过所需的流量。我们希望发动机冷启动时间尽可能短。因为发动机怠速时排放的污染物较多,油耗也大。而冷却系统的结构对发动机的冷启动时间有较大的影响。现代的发动机设计充分考虑这些问题,将发动机的热量管理系统纳入到整个发动机控制系统中,全面考虑发动机的暖机、冷却效率、废气排放控制、燃油利用、乘客室的取暖和三元催化剂活化时间等。目前的冷却系统属于被动系统,只能有限地调节发动机和汽车的热分布状态。采用先进的冷却系统设计和先进的工作方式可大大改进冷却系统,使冷却系统高效地运行,间接地提高燃料经济性和降低排放量。12 国内外现状我国汽车散热器的发展有多年的历史，汽车散热器属于比较传统的行业。根据中国内燃机工业年鉴统计，从事汽车散热器生产和服务的企业有 100多家，但多数为中小企业，具有一定技术实力和用现代化的生产设备，生产质量和性能稳定；而中小企业多采用劳动密集型的作业方式，产品生产成本低，其产品一般供应国内外的售后市场。近年来，汽车散热器厂商的利润有下降的趋势，企业间的竞争也更加激烈，一方面由于汽车产品的价格不断下降，整车厂将成本下降的压力转嫁到零部件供应商手中。另一方面上游的原材料价格不断上涨，这使得汽车散热器企业不得不加大研发力度，从产品的设计研发上就考虑如何降低散热器产品的成本，在这种形势下，那么大型的散热器厂商技术实力有了一定程度的进步，其产品可靠性和产品质量有了较大提高。国际上散热器系统轻量化已达到相当完善的程度，从铝散热器基础材料至各种散热器用管材及制造技术，以及散热器系统轻量化所涉及的领域都进行了充分的研究!保证了散热器系统轻量化的顺利进行。而我国则随着几个引进车型的国产化工作!才开始铝散热器的生产%上述几方面亦刚刚起步或尚未开展大规模的研究工作!妨碍了我国引进车型国产化工作以及自主发展轿车工业。其根本原因之一就是我们至今尚未完全掌握国外在 20 年前就已掌握的铝散热器用薄壁管材高频焊制造技术和大批量生产手段。鉴于我国轿车散热器用管材的品种单一.性能落后.价格偏高以及制造技术落后的状况。摆在我们面前的一个重要任务就是通过执行轿车材料“九五”专题，使轿车铝散热器用带材.管材国产化，达到性能优异.质量可靠.价格低廉.规格品种齐全。并能大批量稳定生产，高频焊薄壁管材制造技术国产化，打破江苏新岛 YC550 散热器的设计国外市场及价格垄断，达到国外九十年代初水平，为形成独立自主的散热器用管材研究开发体系奠定基础。13 本课题拟订的解决问题由于资金和技术限制的诸多原因，开发新型的散热器、改革加工手段都是不现实的。那么可以考虑改进现有产品构件、加工精度、加工工艺的优化。从中间过程中进一步的提高散热器的技术整装水平，降低制造成本，提高产品市场竞争力。14 解决方案和预期效果1.4.1 解决方案散热器在限定的空间内应具有足够的散热性能和较长的使用寿命，所以整个散热器总成必须降低原材料消耗，改善生产工艺和结构，降低生产成本，实现薄壁、轻型、高效。改进总体设计和工艺设计主要是铜管串片、框架等，改进设计铜管串片的成型模具。采用新型材料提高散热器的工作能力，应用的制造技术，以此提高散热器的耐高温性能，散热性能和强度也随之大幅度提高。1.4.2 预期结果对结构的优化设计和模具的部分改进，实现新的加工工艺：散热器所用材料厚度将更薄，从现在的平均 0.3mm 降低到 0.265mm，甚至更低，这不但可以减少材料的消耗，更可以提高散热器的散热效果；通过结构方面的改进和设计，加上散热器框架，铝质散热器强度将进一步提高；产品生产的自动化程度将进一步提高，产品的可靠性和耐久性进一步提高。2散热器总体设计2.1散热器简介散热器是汽车发动机冷却剂与空气进行热交换的换热设备, 其作用是将发动机水套内冷却液从高温零件所吸收的热量散发到空气中, 其性能的好坏直接影响汽车发动机的散热效果, 进而对汽车的动力性、经济性和可靠性会有很大影响。如果散热能力太小, 发动机零件会过热变形 ( 甚至会使零件损坏) , 降低发动机机械强度和刚度, 破坏润滑油膜, 汽油机中的高温可燃混合气常常会产生早燃或爆燃, 导致不正常工作; 如果冷却水的工作温度高于沸腾温度, 将会使发动机出现“开锅”现象, 这些都会使发动机性能下降; 如果散热器散热能力过高, 将热量过多地散发到大气中去, 就必然要损耗一部分热能, 影响汽车运行的经济性。并且机油在低温时黏度增高, 零件运动的摩擦阻力增加, 输出功率减少, 影响汽车的动力性。因此, 设计和使用优良的散热器是保障汽车良好运行的必要条件。随着汽车发动机转速和功率的不断提高, 热负荷也越来越高, 对冷却系统的要求也越来越高, 人们对包括散热器在内的冷却系统的研究越加重视, 新技术、新材料不断涌现,使得汽车散热器正朝着轻型、高效、经济的方向发展。22 散热器的结构汽车水冷发动机散热器由冷却用的散热器芯部、进水室和出水室三部分组成。冷却液在散热器内流动, 空气从散热器外高速流过, 冷却液和空气通过散热器芯部进行热量交换。目前, 汽车散热器的结构形式可分为直流型（见图 2-1）和横流型（见图 2-2）两大类。图 2-1 直流式散热器1 散热器 2 上水室 3 下水室 4 散热器芯子散热器芯部的结构形式主要有管片式和管带式两大类。管片式散热器里面是由许多细的冷却管和散热片构成, 冷却管大多采用扁圆形截面, 以减小空气阻力, 增加传热面积。管带式散热器是由波纹状散热带和冷却管相间排列经焊接而成。与管片式散热器相比, 管带式散热器在同样的条件下散热面积可以增加 12% 左右, 另外散热带上开有扰动气流的类似百叶窗的孔, 以破坏流动空气在散热带表面上的附着层, 提高散热能力。开百叶窗波状带的散热器传热效率同普通平片