小議汽車散熱器材料及其制造新技術(shù)

黃前飛

摘 要：在汽車組成中的冷卻系統(tǒng)，其正常的運(yùn)作是保障汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在規(guī)定溫度下運(yùn)作的必備條件，基于此，文章首先介紹了散熱器結(jié)構(gòu)形式以及材料的相關(guān)要求，進(jìn)而分析了目前在汽車散熱器中廣泛使用的散熱材料，最后介紹了現(xiàn)階段汽車散熱的新技術(shù)，即銅硬釬焊技術(shù)。

關(guān)鍵詞：汽車；散熱器；材料；制造；新技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.218

0 引言

現(xiàn)階段汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)其散熱系統(tǒng)主要使用強(qiáng)制性的循環(huán)式水冷系統(tǒng)，該系統(tǒng)在其組成上主要包括散熱器、水泵、水套以及冷卻風(fēng)扇等，其主要功能是保障汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在運(yùn)作中一直處于最佳的溫度中。散熱器是整個(gè)散熱系統(tǒng)中最為主要的組成部分，其性能好壞直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，因此探究汽車散熱器以及其制造的新技術(shù)是具有重要意義的。在此背景下，文章分三部分展開了細(xì)致的分析探討，旨在提升人們對(duì)于汽車散熱器材料以及新技術(shù)的認(rèn)識(shí)，以下是具體內(nèi)容[1]。

1 散熱器結(jié)構(gòu)形式以及材料的相關(guān)要求

汽車散熱器主要有進(jìn)水室、芯部以及出水室三部分組成。冷卻液其在散熱器的芯部之內(nèi)流動(dòng)，在散熱器芯部的外部有高速流動(dòng)的空氣，空氣以及冷卻液在散熱器芯部實(shí)現(xiàn)熱量的交換

1.1 散熱器以及其芯部結(jié)構(gòu)形式

汽車散熱器在其結(jié)構(gòu)形式上可以劃分為直流型以及橫流型兩種。其中主流型的散熱器，其進(jìn)出水室位于散熱器芯部的上部和下部，因?yàn)槠嚿崞餍静繛榇怪钡脑O(shè)置，因此直流型的高度較大；橫流型其汽車散熱器芯部是水平的設(shè)置，其進(jìn)出水室設(shè)置在左右兩側(cè)，因此尺寸較大。汽車散熱器芯部的結(jié)構(gòu)形式主要分為管帶式和管片式兩種，其中管帶式散熱器主要由冷卻管以及波紋狀散熱帶相間式的焊接而成，其優(yōu)點(diǎn)是散熱效果好，便于制造；管片式散熱器由許多的散熱片以及冷卻管組成，冷卻管多為扁平截面，其優(yōu)點(diǎn)是剛性較好，承壓能力強(qiáng)。

1.2 散熱器對(duì)其材料的相關(guān)要求

汽車散熱器其工作的環(huán)境十分惡劣，通常位于汽車的最前端的迎風(fēng)處，受到的外界影響很嚴(yán)重，同時(shí)汽車散熱器內(nèi)部還長期存在著流動(dòng)的冷卻液，進(jìn)而會(huì)對(duì)汽車散熱器造成一定的影響，故此對(duì)于汽車散熱器的材料通常需要具備以下幾點(diǎn)條件：1.必須具備良好的導(dǎo)熱性；2.必須具備較強(qiáng)的剛性以及良好的抗腐蝕性；3.具備較強(qiáng)的可加工性以及釬焊性能；4.經(jīng)濟(jì)性能良好。

2 現(xiàn)階段常用的散熱材料

2.1 銅

銅屬于金屬材料，同時(shí)其還是導(dǎo)熱性能最好的金屬，并且具備極其良好的可加工型，在其耐腐蝕性以及釬焊性上也十分優(yōu)秀，故此長期以來都是汽車散熱器最主要的使用材料[2]。但是銅最大的缺點(diǎn)是其價(jià)格較高，使用的經(jīng)濟(jì)效益性較低。

2.2 鋁

鋁是一種質(zhì)量很輕，并且在地球上儲(chǔ)備較多的金屬材料。目前國際上汽車的發(fā)展趨勢(shì)也是逐漸走向輕量化，因此；鋁材料在汽車行業(yè)中的使用也是越來越廣泛。鋁其最大的特點(diǎn)是質(zhì)量輕，相對(duì)于銅其質(zhì)量只有銅的三分之一，同時(shí)其儲(chǔ)量很高因此價(jià)格不高。但是鋁材料其最大最大的缺點(diǎn)是其釬焊性性能較差，同時(shí)還需要較長的生產(chǎn)線，這也在很大程度上限制了鋁材料在汽車散熱器上的廣泛使用。

2.3 工程塑料

隨著汽車技術(shù)以及材料技術(shù)的不斷發(fā)展，為了符合汽車輕質(zhì)量的發(fā)展趨勢(shì)，節(jié)約目前市場(chǎng)上的有色金屬，眾多新的材料被使用到了汽車散熱器之上，這其中最為出色的便是工程塑料。其中較為常用的有添加玻璃纖維的尼龍66注膠，其可以使用機(jī)械的方式實(shí)現(xiàn)和汽車散熱器芯部的連接，加之橡膠密封圈便可以實(shí)現(xiàn)極佳的密封效果，并且還具備很好的防振效果。同時(shí)該材料還具有極佳的耐腐蝕性和可塑性，進(jìn)而能夠在滿足汽車散熱器基本功能的基礎(chǔ)上還能實(shí)現(xiàn)最佳的美觀的效果，是一種未來發(fā)展愿景十分廣大的汽車散熱制造材料[3]。

3 汽車散熱器制造的新技術(shù)，銅硬釬焊技術(shù)

銅硬釬焊技術(shù)其是通過使用特殊的銅、磷以及錫的釬焊合金，并且將紫銅和黃銅分別制造成管和散熱帶，釬焊成一個(gè)整體，這個(gè)整體便是汽車散熱器。銅硬釬焊技術(shù)其核心是無鉛焊合金、無焊劑以及抗退火材料。銅硬釬焊技術(shù)的工作原理未使用銅硬釬焊金屬的填料在590攝氏度以及610攝氏度之間進(jìn)行融化，并依靠金屬的毛細(xì)管作用，流進(jìn)焊接的間隙中，和母體材料發(fā)生一定反應(yīng)，進(jìn)而和母體連接成一個(gè)高強(qiáng)度的金屬整體[4]。

銅硬釬焊技術(shù)所制成的散熱器其具有幾點(diǎn)明顯的優(yōu)勢(shì)，其一該技術(shù)在加工中，可以將銅加工為厚度極小的材料，進(jìn)而大大的節(jié)約原材料的使用，降低成本和散熱器的重量；其二，銅硬釬焊技術(shù)在使用中是在相對(duì)低溫的環(huán)境下進(jìn)行焊接作業(yè)，并且不需要使用焊劑，進(jìn)而焊接的速度更快，同時(shí)焊接溫度也更加容易控制；其三，銅硬釬焊技術(shù)所制作的散熱器其使用的材料和釬焊合金的惰性相似，因此其具備極強(qiáng)的抗腐蝕性。

根據(jù)實(shí)踐證明，銅硬釬焊技術(shù)在汽車、客車以及工程機(jī)械等發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器上的應(yīng)用均具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。在相同的工作條件以及散熱環(huán)境之下，使用銅硬釬焊技術(shù)技術(shù)所制造的散熱器在其體積上要明顯更小、重量更小，并且對(duì)于腐蝕作用的抗性更強(qiáng)，進(jìn)而在使用中具有更高的壽命。

4 結(jié)束語

綜上所述，汽車散熱器的材料以及制造技術(shù)其發(fā)展的速度很快，目前在汽車散熱器材料上金屬銅、金屬鋁以及新型的工程塑料是使用較為廣泛的材料，其中工程塑料是最具有使用前景的材料。在其制造技術(shù)上逐漸有很多新的技術(shù)在不斷地誕生，其中銅硬釬焊技術(shù)是一種具備多種優(yōu)勢(shì)的新技術(shù)，其不止在汽車散熱器的制造上具有眾多優(yōu)勢(shì)，同時(shí)對(duì)于工程機(jī)械、客車以及重型卡車的散熱器制造上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，可在未來的散熱器制造中充分、合理的使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]童正明，陳丹，梁淑君等.管帶式汽車散熱器試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究[J].汽車技術(shù)，2013，20（10）：51-54，55.

[2]關(guān)鳳艷.汽車散熱器的優(yōu)化設(shè)計(jì)及傳熱性能分析的研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2011，33（14）：143-145.

[3]劉景平，李志強(qiáng)，趙紅利等.鋁合金空空中冷器復(fù)合翅片管材料選擇與結(jié)構(gòu)匹配[J].汽車零部件，2014，14（11）：10-12.

[4]蔣新強(qiáng)，杜群貴，高俊嶺等.熱電制冷冰箱散熱器熱分析及其結(jié)構(gòu)尺寸研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2010，12（02）：94-96.