图纸共15张，如下所示
A0-(总装).dwg
A0-(风罩）.dwg
A1-(上水室).dwg
A1-(下水室).dwg
A1-(主片).dwg
A1-(侧板).dwg
A1-(芯子总成).dwg
A1-（套架分总成）.dwg
A1-（总成加固板）.dwg
A1-（插槽）.dwg
A2-（上水室总成）.dwg
A2-（下水室总成）.dwg
A4-(下水室出水管).dwg
A4-(挡板支架).dwg
A4-（上水室进水管）.dwg

目录
1绪论 1
1.1课题来源 2
1.2国内外现状 3
1.3本课题拟订的解决问题 3
1.4解决方案和预期效果 3
1.4.1解决方案 3
2散热器总体设计 4
2.1散热器简介 4
2.2散热器的结构 4
2.3散热器的芯子结构形式 5
2.4散热器对材料的要求 7
2.5散热器的设计 7
2.5.1散热器的作用 7
2.5.2散热器的构造 8
2.5.3散热器散热效果的调节 9
2.5.4散热器散热面积的计算 9
2.4散热器的材料和成型技术 11
2.4.1散热器材料选择论述 11
2.4.2常用散热材料 12
2.4.3散热器制造新技术——铜硬钎焊新技术 13
2.5铜硬钎焊技术 13
2.5.1铜硬钎焊散热器的工艺原理 13
2.6技术要求 15
3结论 16
文献资料 17
致谢 18

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590～610 ℃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 YC550
Abstract: 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 radiator's 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 improve product life and prolong life.
Key word: automobile radiator; cooling system; material requirement; manufacturing technology brazing technology

一、设计内容
结合汽车生产实际，依据相关技术规范和标准，利用所学知识，进行拖拉机用
柴油发动机散热器设计。具体主要内容有：
1. 参与总体设计，散热器在发动机前部；
2. 散热器结构型式分析和主要参数的确定；
3. 进行相应的设计计算；
4. 用AUTOCAD完成制动器装配图及主要零件图；
5. 编制设计说明书。

二、设计依据
1．课题来源：生产实际
2．产品名称：江苏新岛YC550散热器
3．生产纲领：大批量
4．JB2293-78 《汽车、拖拉机散热器风筒试验方法》
5．其它有关技术规范

三、设计要求
1．规范合理的型式和尺寸选择；
2．结构和布置合理；
3．工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整；
4．尽量使用通用件，以便降低制造成本；
5．设计图样总量：折合成A0幅面在3张以上；过程要求：装配图需提供手工草图；
6．毕业设计说明书按照学校规定的格式规范统一编排、打印，字数不少于1万字；
7．查阅文献资料10篇以上，并有不少于3000汉字的外文资料翻译；
8．到相关单位进行毕业实习，撰写不少于3000字实习报告；
9．撰写开题报告

四、毕业设计物化成果的具体内容及要求

1、设计成果要求：
1）毕业设计说明书 1 份
2）散热器装配图　　 1 张
3）铜管串片的模具设计图　　　　　　　1 张
4）其它部装、零件图不少于7张
2、外文资料翻译（英译中）要求
1）外文翻译材料中文字不少于3000字。
2）内容必须与毕业论文课题相关；
3）所选外文资料应是近10年的文章，并标明文章出处。

YC550散热器的设计

内容简介：: on , o. 1900, 41to as a a is in of in a to at it at 20 80 20R) of at of 10R). to of of 20 to of it of of of it is to in of a in it is to of of in to on of be by of of a a to In or to in 1of in in by of is a of S. In to by 2,3of in it be to as of to 30131 (2002) 115120*be as a a is to as of be by to of a a is by of of of a a of a a in of a as a is a it is of to by in 1 of to to of is is a 010). to to is to of 9.2 kg/ it to , it be at In to of a EM 1), it be of 010 )of C2 :0 390%) 7 (101000t) 1000he of 1 (2)1. EM of a of in : (a) a of of (b) a of of et 131 (2002) 115120a of of 1. be by to an to be of as , of is to of in is by of to do a it is in in a to 2 in is by at to a is is is by of is to by be t as 3. of 000 EM it 500 t of 20 80 of a of at 20 By of it be at 20 to 80 20 is to of 4). Of of 2. (a) as is a is to to of is by (b)as is to a of is by of et 131 (2002) 115120 1175). on it is to of is to be of 50 5 of is in as is ,56(a) at of in it of at it by 6(b) c)of of it on be on 3. (a) 2500 t); (b) of 4. of 50 on 5. of (a) (b) at 20 at of is to on be et 131 (2002) 115120is it is to in by of as in 6(d)by it is to be to be as of as as of to by to to of 7). , of of to of to of of it in of 2.1 of it is if be to of of 8), as of 6. of 7. of et 131 (2002) 115120 119.9 .0 it by As 8, by of of of be as 1) of it is of as 2) In to of as 50 By by to at 20 80 it be at 20 3) it 2% of it is of to of A. Boof 41988.2 F. 1998) 3038.3 of in . (1999) 5255.4 K. of of 1999, 2330.5 of of 7 997, 1208. of et 131 (2002) 115120 外文翻译专业机械设计制造及其自动化学生姓名陈彬班级 B 机制 055 班学号 0510110501 指导教师詹月林 1 外文资料名称：外文资料出处：附件：指导教师评语：签名：年月日 2 研究汽车液压过程散热器的个部件的作用陈彬译摘要管状液压放置在车身的前面，是散热器制造的重要组成部分，支持散热器元件，如散热器和冷却系。新工具的设计理念命名为机械凸轮滑动系统。系统介绍在这一进程中从一个起点管同时预弯曲并缩小到大约适合的形状。因为不可逆的皱痕出现于弯曲的区域，在预先成形期间，不用内部压力，预先成形后，在内部管增加 150由液压试验可知，在散热器内部管状液压的压力范围从 420到结果显示在零件的矩形部分的倒角半径（ 20R）大于设计规格(10R)。在研究管状液压的应变硬化效应，管状液压的拉伸性能比开始时增加了420通过这次研究结果表明，管状液压的拉伸性能增加零件张应力而伸长率对这些部件减少了，关于这一部分功能，研究发现截面形状和有价值的拉伸组装是组成散热器的关键。然而，由于刀具的磨损和破坏发生在预成形的一个起点管明显恶化，导致三维重线性。在大规模生产时，考虑到这一部分，有必要为解决这一问题相关的机械凸轮滑动系统。在本文，散热器成形过程中的支持工具，包括新的设计概念已作了详细说明和测试。结果显示提供了散热器支持成员成型的可能性。关键词：液压 ;汽车散热器 ;预成形 1导言最近汽车技术集中于发展低排放和高性能，可以成功地实现了降低车辆的重量没有牺牲任何车辆的安全性。因此，设计标准与汽车机构和底盘已被改动，以提供最大程度的刚度，尺寸稳定性，疲劳寿命和系统崩溃，质量的价值和最低成本。为了实现这些目标，目前正在成形技术或是正在使用的技术，都在考虑制造一些汽车动力部分包括在车身系统，底盘系统和动力总成系统。特别是，管状成形技术，这使得一一步成形复杂封闭中空部分成为可能，有效地应用在汽车工业大批量生产，由于各种封闭路段，造成最高的弯曲和扭转刚度截面形状可以很容易形成。这就是为什么在欧洲国家和美国，各种各样的大容积汽车零件都是液压成型的。因此，液压成形技术将更为普遍，成为高品质、轻便设计制造的部 3 分特征。不过，考虑到成形的应用技术在汽车零部件的应用，还应该指出，有几个相关的问题：工具的设计和制作设备，以及设立最佳工艺参数。此外，由于汽车零部件的变种，汽车制造商的不同需要，优化模具设计和工艺参数，不能被公认为一个共同的技术标准。因此，当计划的一部分开发利用水电成形，该工具的设计和优化工艺参数以及成形的可能性，只有确定了直接液压试验的才算是真正的部分。这项研究进行了检查水文，成为一个真正的可能性部分，散热器元件，通常为冲压板料与焊接冲压件。 2 散热器元器件的液压实验压成型管材料的测试由于散热器元器件结构复合，支持在车身前面和冷却风扇位置的两个散热器，这部分的要求只被考虑作为静态力量保证安全支持。因此，取代传统的封闭的焊接结构的一段，在较高的强度诱导后管应变硬化形成过程中，有可能的减少零件厚度。然而，在这项研究中，管厚度保持同一水平厚度（ 1 毫米），以避免相关的密封问题，这可能会发生在部分零件上。用于本研究的管材料是一个热轧汽车结构钢板（ 010）。这块板材沿纵向方向滚动并焊接做成塑造管，然后挤压成适合最后的大小。表 1 总结了液压管成型过程中的机械性能。被接受的板材的屈服应力和伸长分别为 32.2 然而，由于随后的退火处理，液压管材屈服应力减少到 29.2 kg/且伸长增加到由此可见起动管有良好的性能。表 2 描素了散热器元件主要设计成型因素，这部分压力完全可以支持 1000此外，比较形成极限图 ( 到的组成部分所取得的有限元分析，这是假定该部分可以完全液压成型，不会造成任何严重危险的局部变形。然而，在真正的液压实验中，很多失败发生在零件的弯曲的地区如图 1 表示。频繁失败的原因也许是弯曲前的张紧应力的，从而导致严重的的地方最后形成。最后，注意需要注意的是液压成型的优势部分：正如表 2 所描述，重量和数量减少使用液压成型与常规零件比较。 4 散热器的元器件的液压成型工具系统不同于常规的液压成型，预先形成使用的工具是先前使用的，用于这项研究的工具被特别设计做预先成形的唯一工具，尤其特别的是，机械凸轮滑动系统用于管缩小，其中横断面形状的变化从环形管型变为椭圆型。图 2 说明概要工具的操作概念。如这个图所显示，当滑块装配在底下死角移动时使管变狭窄，前弯曲完全关闭。相应地，这部分的预先成形，当全闭合时，自动地完成了。过程模具是完全闭合的，液压成型预成型管。在成型过程中，预先形成部分的横截面形状适合最后的设计形状 (长方形形状 )。最后，当液压完成，两个滑块会自动返回到原来的弹簧位置，滑块部分可以容易地抛出，不会干扰模具的型腔。使用 2500 t 水压机，如图用这个独特的工具，实现液压成型。因为为这部分液压成型需要的内部压力被估计在 1000下，通过预先成型仿，假定这个测试需要 2500 T 的压力。 5 2 3 液压散热器的元器件液压散热器的元器件的内部压力从 42080在液压实验中，因为很多管在内部压力 780内部压力逐渐减少了直到 420过观察液压成型外部零件，可以发现部分液压成型在内部压力 420几乎与零件同一形状，而部分在 780形成。所以， 420液压成型 6 没有管爆炸的风险（图 4）。当然，在零件的角落的一些弯曲的地区没完全地符合设计规格 (图 5)。然而，这部分不影响随后的装配，也许容易改变设计规格以合适这些液压成型零件。有一点必须注意 ; 在预先成形过程期间，因为不可逆的皱痕出现于弯曲的区域，内部压力大约 150之前增加。图 5代表用于这些零件液压成型内部压力的详细的过程。相应地，这个过程与常规液压成型过程不同，在没有内部压力的情况下机械预先成形，例如弯曲和变窄在分开的工具执行和形成设备。 3液压实验结果些与液压进程相关的问题图 6 (a)显示液压成型零件在两个末端的上部区域有残缺不全。而且，发现大多在液压成型期间的失败发生也是在这些地方。所以，看来这些位置遭受非常严重的弯曲和变形。图 6 (b)和 (c)显示二部分外在形状的比较：一 (上部 )在液压弯曲前有内部压力和其他液压弯曲后没有内部压力。从这些零件比较，可知后者的表面有明显的 7 皱痕，不可能由在随后的液压成型过程中施加内部高压以使之恢复。所以，在散热器元器件液压成型时，在弯曲之前施加在管的内部压力是必要的。零件由于小颗粒的出现也会发生爆裂，如芯片加工中的模具型腔。图 6 (d)显示在保留的零件表面的爆裂和芯片加工中的模具型腔的关系。因此，必须指出的是，型腔必须认真清理，以确保模具表面不受任何外来的粒子的影响，不会造成任何的缝隙。液压成型散热器元器件的机械性能检查外部尺寸和液压成型零件的厚度以及机械性能证实这些零件是否符合设计规格。此外，由于液压成型零件通常是受机械硬化的影响，如何监测液压成型零件机械性能的改变显的十分重要 (图 7)。在表 1，材料的机械性能在每个液压成型过程中得到良好总结。板材的拉伸价值类似于管和拉长的材料，因为在退火过程后，焖火用以避免机械硬化造成的伸长。从拉伸性能比较在液压成型零件和原材料，可以证实液压成型零件明显地受机械硬化的影响，导致更高的强度和较低的伸长率 ; 液压成型零件屈服应力和拉应力分别增加了，而伸长率则减少然而，需要指出的是，液压成型零件是机械硬化的物产，如果伸长保留合理的水平，可能造成部分厚度的减少。 8 图 8中的五个地点，被选择作为这液压成型部分的代表性区域，用于解剖测量沿短剖面中的每一点的厚度。当在液压成型之前的起动管有 1.0 量值只 .9 所以，明显地显露液压成型零件的所有部分变薄。如图 8所显示，平直的地区例如第 1部分显示了相对一致的厚度并且变薄的作用。然而，弯曲的区域例如第 4部分显示了非常稀薄的厚度 (因为这些地区是受严厉的预弯曲的影响。所以，这些结果清楚的提供这些弯曲的地区的频繁失败的的证据 ; 弯曲的区域的失败起因于严重地地方化的变薄。 9 在这项研究中，从散热器元器件的液压试验和一些问题得到的测试结果可归纳如下：（ 1 ）机械凸轮滑动系统成功地应用于预先形成的这一部分。然而，看起来这个工具设计不适用于大量生产，因为要考虑三维重现这部分，零件的磨损率降低了，在滑子和上部模块之间的联络被卡死。 (2)为了避免预先形成期间发生在零件的弯曲的地区的起皱纹的问题，机械预先成形例如弯曲和变窄在内部压力 150使用这个方法，液压成型管在内部压力在 4208 从这些液压实验可知，散热器元器件在内部压力为 420 (3)通过拉伸测试，可知液压成型管的拉伸增加了 22%。因此应变硬化效应有助于减少液压成型部分的质量和厚度。文献资料专业机械设计制造及其自动化学生姓名陈彬班级 B 机制 055 学号 0510110501 指导教师詹月林文献资料 1 张敏汽车散热器的设计及其发展 J 天津汽车， 2002， (3)： 19 2 杨建华，徐贵勇 . 汽车散热器主片拉伸成型工艺及模具 J. 模具工业，2004， (7)： 333 张行周，马重芳 . 汽车发动机散热器特性仿真研究 J. 模拟技术， 2005，(8)： 244 黄晖，马翠英 . 汽车散热器的材料及其发展 J. 内燃机， 2005， (10)： 375 张秀琴，苏清祖，王忠 J2005，(11):7516 燕来荣 .J, 大家谈 2005,(11):337 黄晖 ,马翠英 ,李国详 J2006,(4):458 燕来荣 J. 客车技术与研究 ,2007，（ 5）： 329姚福强 ,李世光 J2007，（ 10）： 3710曹金山，刘建国 . 重型汽车散热器由铜换铝可行性研究 J2008,(2):34 毕业设计任务书课题：江苏新岛热器的设计专业机械设计制造及其自动化学生姓名陈彬班级 B 机制 055 学号 0510110501 指导教师詹月林专业系主任吕红明发放日期 2009 年 2 月 26 日 1 一、设计内容结合汽车生产实际，依据相关技术规范和标准，利用所学知识，进行拖拉机用柴油发动机散热器设计。具体主要内容有： 1. 参与总体设计，散热器在发动机前部； 2. 散热器结构型式分析和主要参数的确定； 3. 进行相应的设计计算； 4. 用成制动器装配图及主要零件图； 5. 编制设计说明书。二、设计依据 1课题来源：生产实际 2产品名称：江苏新岛热器 3 生产纲领：大批量 4 汽车、拖拉机散热器风筒试验方法 5其它有关技术规范 2 三、设计要求 1规范合理的型式和尺寸选择； 2结构和布置合理； 3工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整； 4尽量使用通用件，以便降低制造成本； 5设计图样总量：折合成面在 3 张以上；过程要求：装配图需提供手工草图； 6 毕业设计说明书按照学校规定的格式规范统一编排、打印，字数不少于 1 万字； 7 查阅文献资料 10 篇以上，并有不少于 3000 汉字的外文资料翻译； 8 到相关单位进行毕业实习，撰写不少于 3000 字实习报告； 9 撰写开题报告四、毕业设计物化成果的具体内容及要求 1、设计成果要求： 1）毕业设计说明书 1 份 2）散热器装配图 1 张 3）铜管串片的模具设计图 1 张 4）其它部装、零件图不少于 7 张 2、外文资料翻译（英译中）要求 1）外文翻译材料中文字不少于 3000 字。 2）内容必须与毕业论文课题相关； 3）所选外文资料应是近 10 年的文章，并标明文章出处。 3 五、毕业设计（论文）进度计划起讫日期工作内容备注 2月 27日 2 月 28 日布置任务 3月 1日 3 月 14 日调查研究，毕业实习 3月 15日 3 月 31 日方案论证，总体设计 3 月 27 3 月 31 日前期检查 4月 1日 4 月 14 日技术设计（部件设计） 4 月 14 日 5 月 14 日工作设计（零件设计） 5 月 10 日 5 月 14日设计初稿检查 5月 15日 5 月 31 日撰写毕业设计说明书 5 月 23 日中期检查 6月 1日 6 月 4 日毕业设计预答辩 6 月 5 日 6 月 9 日修改资料 6 月 10 日 6 月 11 日评阅材料 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 4 六、主要参考文献： 1. 肖永清 ,杨忠敏 ,等 M化学工业出版社 ,2003. 2. 张敏 J汽车 ,2002 3. 袁嘉良 ,黄剑海 ,等 J2001 4. 赵东梅 ,谷中丽 ,王义春 J2003 5. 杨艳玲 J2005 6. 李新波上 )(下 )2008 7. 姚贵升 M北京理工大学出版社 . 成大先机械设计手册（ 14 册） M学工业出版社， 1993 9. 冯国胜 . 车辆现代设计方法 M. 北京：科学出版社， 2006. 10. 黄大超汽车发动机冷却系统的设计 M北京：化学工业出版社， 2005. 11. 燕来荣 J 2007，七、其他 5 八、专业系审查意见系主任：年月日九、机械工程学院意见院长：年月日毕业实习报告专业机械设计制造及其自动化学生姓名陈彬班级 B 机制 055 班学号 0510110501 指导教师詹月林日期 2009 年 3 月 14 日 1 实习报告一、概述使学生的理论知识同生产实践相结合，增强学生的群众性观点、劳动观点、工程观点。通过毕业实习了解汽车行业的运行及其运行状况，熟悉汽车行业生产的环节。通过生产实习，拓宽学生的知识面，增加感性认识，把所学知识条理化系统化，学到从书本学不到的专业知识，并获得本专业国内、外科技发展现状的最新信息，激发学生向实践学习和探索的积极性，为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。二、实习过程这次实习主要是在盐城机床厂，江苏悦达专用车制造厂，东风悦达起亚汽车制造厂，而更重要的是在江苏省新岛散热器有限公司。 3 月 1 日，我们开了一个实习动员大会，讲述在实习过程中要注意的一些问题，尤其是安全。 3 月 2 日，我们参观了盐城机床厂。盐城市机床有限公司是从原盐城市机床厂（成立于 1958 年）改制而成，公司产品包括系列卧式车床，控车床，铣床，和各种专机。 3 月 3 日，江苏悦达专用车制造厂参观实习，江苏悦达特种车制造厂是悦达集团旗下的一个分公司，主要是制造改装特种车型，诸如垃圾车，散水车等等。在这里可以看到各种车型象“变形金刚”似的从普通卡车演变而来的工程。 3 月 4 日，东风悦达起亚汽车制造厂。东风悦达起亚汽车有限公司系由东风汽车公司、江苏悦达投资股份有限公司、韩国起亚自动车株式会社共同组建的中外合资轿车制造企业。主产品狮跑、嘉华、远舰、赛拉图、欧系列车型均引自韩国起亚。第二工厂全部建成后，东风悦达起亚公司年产能将达到 43万辆整车和 25万台发动机。 3 月 5 日 6 日，整理前几天的实习内容。 3 月 7 日 14 日，江苏省新岛有限公司实习。江苏新岛散热器有限公司位于盐城市经济开发区 ,总投资 3000 万元 ,是内燃机散热器和四轮拖拉机制动器总成的专业制造企业。 3 月 15 日，整理实习报告。三、实习内容我的毕业设计的课题是“ 新岛公司燃机散热器 ”，因此在参观实习中主要是收集与本课题相关的知识。新岛散热器有限公司，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：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 2 品。制动器总成有： 160、 250、 300、 350、 400、 600、 700、 800、 900 等四轮拖拉机制动器总成。该公司技术力量雄厚，技术设备可靠，产品质量稳定，内燃机散热器通过了量体系认证，散热器产品获国家内燃机质量监督检验中心检测鉴定。该公司奉行 “ 精诚服务，精工制造，精益求精 ” 质量方针和 “ 追求卓越，诚信经营和谐发展 ” 的经营方针，主要产品均为国内四轮拖拉机骨干企业配套，产品质量获客户一致好评。在老师的带领下，到加工散热器车间和加工制动器车间进行了参观，知道了一台散热器是怎样生产出来的，需要那些工序，和生产散热器的工艺。初次到新岛公司的车间，我看到了一个与其他企业不同的车间，这里的车间零件与机器摆放很整齐，也没有大的噪音，员工工作的环境还算不错。但是空气并不是很清新。经过一个礼拜的实习，我对该公司及其产品有了一定的了解，并切进一步的了解的散热器的设计、加工、生产过程。相信这将对我的毕业设计有很大的帮助。江苏悦达集团是在我国改革开放大潮中迅速成长起来的全国 520 户重点国有企业之一。经过 26 年的拼搏努力，目前在国内外拥有 30 多家分公司， 15000 名员工、资产总额 125 亿元，初步形成了汽车、纺织两大支柱，构建了机械制造、能源物资、商贸流通、基础设施等四大集群，产业涉及到汽车、纺织、拖拉机、专用车、妇女时装、煤矿、公路经营、商贸流通、房地产开发、生物药业、宾馆旅游等 10 多个领域，规模化、多元化、现代化、国际化的经营优势逐步凸现。集团成功地与世界 500 强的韩国现代、法国家乐福、日本富士重工以及德国黛安芬、艾文德等国际知名企业实现了密切合作。 1994 年，悦达集团控股企业悦达投资在上海证券交易所上市，成为苏北第一家上市公司。 2001 年，悦达集团控股企业悦达控股在香港联交所上市，为江苏省首家在港发行红筹股的企业。 1994 年起，悦达跻身于全国最大工业企业 500 强， 1996 年被列入全国 520 户重点国有企业， 2003 年、 2004 年连续进入江苏省规模企业前 20 强。江苏悦达专用车有限公司系江苏悦达集团和世界 500 强企业日本富士重工业株式会社合作，全面引进国际领先的垃圾车生产、制造和管理的专业生产后压缩式垃圾车的制造企业。注册资本 5000 万元，投资总额元。现有冲压、焊接、总装、涂装、检测等先进设备工艺。盐城机床厂。盐城机床厂是机械部定点生产各种机床的厂家，中国出口机床生产基地，具有进出口经营权。产品主要有系列车床、钻床和数控车床等。系列车床以高速精密享有较好声誉，年产近台。产品实行国际标准，质量控制系统已通过认证。该厂每年出口总值已超过万美元，与近个国外客商保持长期合作关系，产品出口已达个国家和地区。四、实习感想 3 通过实习，我懂得把理论知识与实践相结合，找出差异，并累积一定的工作经验，使我们在实践中了解社会，让我们体会学校与社会的不同，也打开了视野，增长了见识，为以后进一步走向社会打下基础。我知道挣钱是来之不易的，工作的辛苦与社会的复杂多变，在学校是体会不到的。为了适应社会，我要不断地学习，不断地提高自己，在实践中锻炼自己，使自己在激烈的战争中立于不败之地！在短暂的实习过程中，我深深的感觉到自己所学知识的肤浅和在实际运用中的专业知识的匮乏，这时才真正领悟到 “学无止境 ”的含义，通过这次毕业实习，发现的问题有不少，最要自己完善的地方就是，如何能够把理论和实际很好的结合在一起。如果一个优秀的员工需要 100个技能，我只有 1 个，我要学习的还很多。以前自己对实习不以为然，以为只要理论知识好就行，经过这次毕业实习，才发现事实并不是自己想的这样。毕业实习是与课堂教学完全不同的教学方法，毕业实习是课堂教学的补充，生产实习区别于课堂教学。课堂教学中，教师讲授，学生领会，而毕业实习则是在教师指导下由学生自己向生产、向实际学习。通过现场的讲授、参观可以巩固在书本上学到的理论知识，另一方面，可获得在书本上不易了解和不易学到的生产现场的实际知识，在实践中得到了提高和锻炼。经过这次实习，学到了很多课本上没有的知识，发现了自己的不足，在今后的工作及学习中要不断完善自己，弥补自己的不足。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陈彬班级 B 机制 055 学号 0510110501 指导教师詹月林完成日期 2009 年 3 月 31 日 1 课题名称：新岛公司燃机散热器一、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：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 2 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到性能优异价格低廉能大批量稳定生产，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，从现在的平均低到至更低，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七、学院意见签名年月日毕业设计说明书江苏新岛热器的设计专业机械设计制造及其自动化学生姓名陈彬班级 B 机制 055 学号 0510110501 指导教师詹月林完成日期 2009 年 6 月 12 日盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 江苏新岛热器的设计摘要：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高温 590 610 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；盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 at is of of it of of of It an of It s to of to at to of be of a - of is to of of no is at a 90 610 to at of of we 城工学院本科生毕业设计说明书 2009 of at to At to 目录 1绪论 . 2 . 2 . 3 . 4 . 4 . 4 2散热器总体设计 . 4 . 4 . 5 . 6 . 7 . 7 . 7 . 8 . 9 . 9 . 11 . 11 . 12 铜硬钎焊新技术 . 13 . 13 . 13 . 15 3结论 . 17 文献资料 . 18 致谢 . 19 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 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。 1 1 课题来源本课题针对于盐城新岛散热器有限公司公司的散热器产品有：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。随着发动机江苏新岛热器的设计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。 1 2 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到性能优异价格低廉能大批量稳定生产，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。盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 1 3 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。 1 4 解决方案和预期效果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。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。江苏新岛热器的设计 2 2 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横流型（见图 2两大类。图 2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%。图 2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 出水口盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 2 3 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所示常见的多为管片式和管带式。 a b C d 图 2 a 管片式 b 管带式 c 细胞式 d 管芯式对于管片式散热芯子 , 它是由许多散热管和散热片组成。散热管的外面串装了许多薄的金属平片散热片。空气在平行的散热片及散热管的外表面所形成的风道中通过 , 从而使散热管内流动的冷却液得到冷却。管片式散热器的主要特点是结构强度好 , 且可以少使尘埃、油污等堵塞芯部。故多用于震动较大、工况恶劣的载重车上。而对于管带式散热芯子 , 它是由波纹状的散热带和散热管相间排列构成的。而且在散热带上一般开有许多类似百叶窗的孔 , 以破坏空气流在散热带表面上的附着层 , 提高散热能力。这种散热器的芯子与管片式相比 , 散热能力较高 , 制造工艺简单、质量轻、成本低 , 但结构强度不如管片式好 , 因此多用于小客车及轿车。管带式散热器可以采用单列、双列或多列散热管 , 后者可以在有限的空间尺寸内获得更好的冷却效果。例如 , 夏利型轿车 , 原来采用的是单列直流式散热器 , 江苏新岛热器的设计由于我国地域广大 , 气候条件及路况的差别也很大。该车型在南方地区明显感觉散热器的散热能力不足。为此 , 在保证原装配位置的情况下 , 将其单列散热管改成双列散热管的结构 , 使其在散热面积增加的情况下 , 散热量提高了 , 从而满足了正常使用要求。现代汽车上 , 随着发动机强化程度的提高 , 热负荷也日益增加此外 , 在采用自动变速箱时 , 自动变速箱时所用的机油也需要冷却。所以在冷却系内需增加油一水交换器。这样 , 就增加了散热器所要提供的散热量 , 所以 , 双列或多列的管带式散热器在现代轿车发动机上的应用日益增多。同一系列的轿车 , 在采用手动变速箱时 , 装单列冷却管带式散热器即可满足散热要求 , 而采用自动变速箱时 , 则需装用双列冷却管带式散热器同时 , 也可以采用改变散热带的波峰节距的方法 ,来增加散热器的散热面积 , 提高散热能力 , 以满足发动机和变速箱的散热要求。夏利轿车的铝塑结构的散热器就采用的是这种方式。对于采用自动变速箱的散热器来说 , 是将机油冷却器安装在散热器下水室内 , 通过冷却液的循环对变速箱内的机油进行冷却。当然 , 也可以采用独立的机油冷却器来解决变速箱内机油的冷却问题。对于细胞式芯子及管芯式的散热器 , 因工艺的特殊性 , 不被广泛应用。由于此 2 4 散热器对材料的要求传热系数是评价散热器散热性能的重要参数 , 散热器材料的导热性能和焊接质量对其影响很大。散热器的工作条件恶劣 , 一般位于汽车前端迎风处 , 不仅要经受风吹雨淋和汽车废气的污染 , 还要承受反复的热循环和周期性的振动。另外 , 散热器内长期流动着冷却液对散热器有锈蚀及腐蚀作用。因此 , 为保证散热器可靠地发挥散热作用 , 对其材料性能有如下要求 : 必须具有良好的导热性能 , 具有一定的强度和较强的耐腐蚀性 , 具有良好的加工性能及钎焊性能 , 具有良好的经济性。 2 5 散热器的设计 2 5 1散热器的作用如图 2示 , 汽车发动机冷却循环系统由散热器 2 、风扇 4 、水泵 5 、节温器 6 、进水管及出水管等组成。冷却系统的作用是 : 疏散发动机各零件的热量 ,使这些零件的温度保持在发动机正常工作所许可的范围内。因发动机工作时 , 燃料燃烧所产生的热量一部分转变为有用的机械功 , 输出功率 ; 另一部分则使发动机中直接与燃气接触的零件 ( 如活塞、气缸、气缸盖和进排气门等 ) 强烈加热。如这些零件长时间的过热和不均匀受热 , 将使材料的机械性能下降 , 破坏了机件间的正常间隙 ,并使润滑油高温分解或烧掉 , 失去润滑能力 ,引起零件加速磨损 ,甚至卡死等严重事故。散热器是汽车发动机冷却循环系统中的一个重要部件 ,其作用是将由冷却循环水带出的发动机各零件的热量散发到空气中 , 其质量直接影响着汽车发动机冷却循环系统的性能指标。盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 图 2动机循环式水冷系示意图 1 百叶窗 2 散热器 3 加水口盖 4 风扇 5 水泵 6 节温器 7 水温表 8 水套 9 分水管 10 放水阀 2 5 2散热器的构造散热器的构造如图 2示。其主要组成部分为上水室 2 、下水室 7 、加水口盖 3 、侧板 8 、支架 6和散热器芯。在上、下水室上分别焊有进、出水管 ,以便于与进、出水软管联接 , 在上水室上还焊有加水口管 ,用于向散热器中注入冷却水 ,平时管口用加水口盖盖住 , 在下水室上通常都装有放水阀门。侧板加强了散热器的强度 , 又将用于与外部连接的支架与其它构件连为一体。散热器芯是散热器的核心部件 , 是散热器的主要散热元件。散热器芯的构造型式有多种 , 但管带式散热器芯以其散热能力强、制造工艺简单、质量小、成本低等优点而得以广泛地应用。如图 2示 , 管带式散热器芯是由波纹状的散热带 5 与冷却管 4 相间排列着 , 冷却管的两端分别插入上、下水室主片 1 的扁孔中 ,外侧的散热带被两片附侧板 9 所夹持经钎焊而成。江苏新岛热器的设计图 2热器 1 主片 2 上水室 3 加水口盖 4 冷却管 5 散热带 6 支架 7 下水室 8 侧板 9 附侧板 2 5 3散热器散热效果的调节发动机的冷却必须适度。若冷却强度不足 ,将出现过热现象 ,水箱中的水温将升至沸点 ,水蒸气大量蒸发 ,发动机的热效率低 ,油耗大 ,同时 ,发动机的零件也会因润滑不良而加速磨损。若冷却强度过强 ,将出现过冷现象 ,一方面由于热量散失过多 ,使转变成有用功的热量减少 , 另一方面 , 由于混合气体与冷气缸壁接触而凝结并流到曲轴箱内 ,不仅增加了燃油消耗 ,且使机油变稀而影响润滑 ,结果也将使发动机功率下降 ,磨损加剧。在气缸盖内的冷却水温为 80 90 之间时 , 散热器与发动机匹配最好。使用条件 ( 如汽车速度、负荷和环境温度等 )对散热器的散热效果有很大的影响。为使散热器与发动机很好地匹配 , 可以改变通过散热器的空气流量和改变通过散热器的冷却水流量的方法来调节冷却强度。通常利用百页窗和各种自动风扇来实现改变通过散热器的空气流量 , 而使用节温器或者支路循环来控制通过散热器冷却水的流量。 2 5 4散热器散热面积的计算设计散热器时一般是根据发动机在某一常用工况下能得到可靠的冷却而设计。散热器的散热面积是散热器的一个主要技术指标 , 它对散热器的散热效果有着至关重要的影响 , 在散热器的的设计参数中 , 对散热器的散热面积都有明确的要求。散热器的散热面积由散热带的散热面积 ( 双面 ) 、冷却管的散热面积、上、盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 下水室及其主片以及附侧板的散热面积等组成。由于附侧板的材料为 08F 钢板 ,其导热性较散热带和冷却管的材料紫铜差很多 ,又由于附侧板和上、下水室及其主片的面积占整个散热器的散热面积的比例很小 , 计算又复杂 ,所以在实际计算散热器的散热面积时只计算散热带和冷却管的散热面积 , 而后给一修正系数对其值进行修正 , 以使计算数据与实际情况更相符。（ 1）散热器迎风面积式 B 式中： L 散热器两主片间的距离，单位为 m； B 散热器的长度（指管片式），单位为 m；根据散热管尺寸确定其类型为式中取散热器的迎风面积为（ 2）散热器散热面积式（ h） n+2(t+h)(N 式中： n 散热片片数； N 散热管根数； A 散热片宽度，单位为 m； B 散热片长度，单位为 m； t 散热管截面外形长度，单位为 m； h 散热管截面外形宽度，单位为 m； L 散热管有效长度，即两主片间的距离，单位为 m；散热片厚度，单位为 m；式中 60； 2； t取 h取取 3）散热器水通道面积公式 Sw=8 式中： h 散热管横截面内侧长边直线段长度，单位为 m；江苏新岛热器的设计 t 散热管横截面内侧宽度，单位为 m； N 散热管根数；根据 8 577燃机水散热器技术条件有：一般散热管尺寸 t=23h=1520壁厚度 =管正面节距为 715深度方向的节距为 1725热片的厚度为热片的节距为式中为 160 计算得水通道面积为热器的材料和成型技术热器材料选择论述在选择散热器的材料时 , 主要考虑以下几点传热性能好、抗腐蚀能力强、具有足够的强度、有良好的钎焊性能、易于加工成型及好的经济性。根据以上要求 , 散热器行业一直以铜及铜合金作为制造散热器的主要材料。铜散热器的散热管的材料一般采用铜带 , 其厚度为片式散热器散热片的材料一般采用铜带 , 其厚度为强度允许的情况下 , 散热带的材料厚度允许做到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。在焊接部位 ,应采取扩大焊接面积的方法来降低应力 ,如主片和水室采用双面焊接的窄沟槽形式 ,尽可能减小壁厚 ,不容许采用增加壁厚的方法来提高总成强度。如散热器的主片和水室的壁厚应控制在 0. 6 0. 8 围内 ,冷却管的料厚应在 0. 11 0. 13 围内 ,散热带的厚为 0. 043 0. 06 散热器的料厚如超过上述值会使成本增加 ,但强度提高不大。采用低锡焊料、有机焊剂和高效率的氮气保护硬钎焊工艺 ,生产铜、铝散热器是今后发展的趋势。以铝代铜可以进一步减小散热器质量 ,特别是硬钎焊生产的铝散热器可以实现整个总成等强度 ,极大地提高散热器的可靠性。采用装配式铝散热器 ,是为了降低污染和减小铝材料焊接困难而采用的工艺。虽然目前部分产品仍采用该结构 ,但风阻过大 ,最有前景的结构是散热器芯体采用焊接生产的铝芯体或铜芯体 ;水室为增强尼龙注塑成型 ;水室与芯体通过主片边缘凹凸部分反扣压在水室周边上 ,使散热器主片与水室周边间密封垫受压变形 ,以达到密封效果。这种散热器的冷却液流动方向多为左、右方向流动的横流式。目前 ,从世界范围来看 ,铜散热器和铝散热器占有同样地位。随着铜、磷、锡、镍焊接技术进一步发展和完善 ,以及铜材退火温度的提高 ,有可能沿用现有的铝材钎焊设备和工艺 ,生产出等强度、高强度、高耐腐蚀性的铜散热器 ,克服软钎焊工艺生产的铜散热器强度低的缺点。硬钎焊的铝散热器随着原材料生产工艺的提盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 高将逐步增多 ,可以实现整个总成等强度 ,从而大幅度提高散热器的使用寿命。综上所述，铜散热器的主片、水室、进出水管、加水口等零件的材料一般采用 68黄铜 , 其厚度为 2 4 2常用散热材料目前，常用的散热器材料主要有铜、铝和工程塑料等。（ 1）铜铜是重要的有色金属，也是导热性能最好的金属材料，具有良好的成型加工性、可钎焊性和耐蚀性，长期以来一直作为汽车散热器的首选材料。铜的资源和价格问题一直是困扰散热器应用的主要原因，铜的消耗量日益增加，但因铜的储量有限，随着消耗量的不断上升，价格居高不下，因而铜散热器的成本一直难以大幅度下降。由于汽车散热器恶劣的工作环境和冷却液的长期腐蚀，避免铜直接与腐蚀性物质接触，延长其工作寿命，一般要在铜散热器的表面上覆盖锡保护层，但这样却会影响铜散热器的散热效率。锡的导热系数为 cm*s*） ,j 使散热性能大幅度下降。今年来，为了进一步提高铜散热器的性能，对传统的铜锡散热器采取了许多改进措施。如在材质方面和加工工艺方面尽可能提高材料利用率，采取向铜中添加微量元素的方法，在不损失导热性的前提下，提高其强度和软化点，从而减薄带材的厚度，节省材料用量，以减轻散热器的质量和降低成本。但由于采用铜作原料，并未从根本上解决材料来源问题。（ 2）铝随着汽车技术的发展，节约能源和环境保护等方面的原因对汽车轻量化的要求越来越迫切。汽车材料的发展趋势是轻量化、高性能和强功能，散热器材料也是这样。人们一直在寻找价格低廉、性能优良的材料来取代铜。近十几年来，散热器新材料的应用有了很大的进展，尤其是在铝散热器方面发展速度很快。铝是汽车工业使用较多的金属材料，也是汽车轻量化的首选材料。铝的最大优势是质量轻，比重仅为铜的三分之一，相同体积情况下，质量可以大大降低；铝资源远较铜丰富，成本也远低于铜；虽然铝的热传导率较铜低，仅为铜的 60%，但由于铜散热器存在热传导率更低的锡保护层，使得铝散热器的热效率反而要高于铜散热器；另外，铝还有良好的铸造加工性能。虽然铝散热器具有质量轻、原料成本低、散热性能好等优点，但其焊接工艺性差、生产设备投入大是长期难以解决的问题，限制了铝散热器的广泛应用。目前，铝散热器比较成熟的生产工艺有两种：一种是机械装配式，此种形式生产的散热器冷却水管是圆形或椭圆形，采用机械压制而成生产成本较低，但是由于这种工艺受自身形状的局限性，工作效率不高；另外一种是钎焊式，这种形式生产的冷却水管是扁状的，不受散热器自身几何形状的限制，采用焊接一次成型，工作效率高。（ 3）工程塑料江苏新岛热器的设计为了减轻质量，提高耐腐蚀性和节约有色金属，许多新材料开始应用在散热器上。在实际应用中，散热器上下水室材料逐渐由工程塑料取代了铜材。常用的是用加入玻璃纤维的尼龙 66（塑加工成散热器的水室，并以机械方式与散热器芯部接合装配，通过橡胶密封圈使接合面上达到良好密封，同时还起防振作用。另外，尼龙 66 具有非常优良的耐腐蚀性，对散热器十分有利；良好的可塑性使得散热件轻巧而美观；耐高温性可使散热器的底盘保持完好而不会产生任何弯曲，不会减少散热器的气体流动。热器制造新技术铜硬钎焊新技术铝散热器发展速度很快，优势突出，但其制造工艺过程复杂、对工作环境要求苛刻，并对环境造成一定的破坏，耐腐蚀性差，特别是在高温下工作，如汽车中冷器工作温度较高，铝制中冷器容易出现蠕变和疲劳等材料问题，进而影响性能甚至引起故障。为了降低汽车尾气排放，废气再循环（术被广泛采用，然而对散热器的耐高温性能、散热性能和强度的要求也随之大幅度提高，而目前普遍使用的铝制散热器很难满足这些要求。正是由于这些原因， 20世纪 90年代末，国际铜业协会（开发出最新的汽车散热器制造新技术铜硬钎焊散热器生产技术，并由奥托昆普公司实施，由此开创了汽车散热器制造技术的新时代。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。其工作原理是用奥托昆普公司开发的铜硬焊金属填料高温 590 610 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。 2 5 铜硬钎焊技术 2 5 1铜硬钎焊散热器的工艺原理铜硬钎焊工艺核心是无焊剂、无铅钎焊合金以及抗退火材料。其工艺技术的原理是：用钎填料（金属粉末所加工的焊膏，奥托昆普技术专利在 590610 时熔化，依靠金属毛细管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。 2 5 2铜硬钎焊散热器的主要材料奥托昆普所用铜材的主要性能如表 2列。散热管材料是由 85%铜和 1%合金元素（余量为锌）组成的制品。散热带材料是一种弥散强化型合金，可防止材料在钎焊时软化，在焊接过程中能够达到较高的传导率。主片采用含铜 64%的铜合金。填料采用奥托昆普公司开发的铜硬钎焊金属填料填料是一种无毒性的金，主要成分为 75%5%P、 15%5%熔化温度为 600盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 10。表 2性能波浪带铜焊后）管料黄铜 66420（钎焊后）主片料焊后）电传导率 /% 92 30 屈服强度 /N*60 270 105 抗拉强度 /N*30 400 340 硬度 00 115 67 延伸率 10 30 熔点 / 1083 1000 1025 910 930 密度 /kg*900 8750 8500 2 5 3铜硬钎焊散热器的优越性铜硬焊散热器具有铝散热器不可替代的优点 : （ 1）铜硬钎焊技术使用极薄的铜合金材料 ,与冷却液接触的管料采用铜带经激光焊接而成 ,厚度仅有 0. 085 空气接触的带料采用导热性能好 ,强度高、软化点高的高铜合金 ,璧厚仅有 0. 025 0. 03然铜的比重较铝大 ,但铜加工成极薄型材料 ,可以减少用材 ,降低质量和成本。（ 2 ）铜硬钎焊工艺采用无铅低温焊接 ,不需要使用焊剂 ,焊接温度容易控制(熔点温度允差范围大 ) ,焊接速度快 ,成品率高。由于工艺中省却了危害环境的去油工序 ,且生产过程中无需清洗 ,因而不会产生废水、毒气等有害物质 ,改善了工作环境 ,减少了污染。用这种工艺生产的铜散热器一旦报废后 ,还可以 100 %地完全回收 ,再次用于制作新散热器。因此 ,铜硬钎焊技术是一种既能降低成本又可保护环境的新工艺、新技术。（ 3）铜硬钎焊散热器使用的材料与钎焊合金拥有几乎相等的惰性 ,使产生电化学腐蚀的风险降至最小。钎焊合金对管子来说也是一种保护涂层。铜硬钎焊散热器一般说来比锡焊铜 /黄铜散热器有更高的抗腐蚀能力 ,并且与铝散热器相比更有竞争力 :铝散热器更倾向于局部腐蚀形式 ,而对于铜硬钎焊散热器 ,腐蚀形式通常是均等的 ,不会产生局部腐蚀。 4铜硬钎焊工艺不需要使用焊剂，不需要进行前后

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