某車型散熱器泄漏故障分析及優化

1 冷卻系統功用及散熱器基本結構

1.1 汽車冷卻系統功用及工作原理

冷卻系統的功用是使發動機在所有工況下都能保持在適當的溫度范圍內。冷卻系統既要防止發動機過熱，又要防止冬季發動機過冷。目前傳統汽車發動機的冷卻系統均為強制循環水冷系統，即利用水泵提高冷卻液的能力，強制冷卻液在發動機中循環流動

。

3.注重戰略思維與管理者決策相融合。管理者在組織機構中是戰略伙伴、是變革推動者。由于企業戰略與組織機構相匹配的重要性，管理者的專業水準、個人素質對企業的戰略發展起著關鍵的作用。因此，有必要提高管理者的專業技能水平，使其能與企業戰略及組織機構相匹配。一是要改變原有的思維方式，以新的思維模式與新的視野來思考分析問題。二是要提高宏觀決策水平。從宏觀上把握形勢，提高決策的準確性，建立適宜的企業戰略并與組織機構相匹配。三是要提高學習能力和創新能力。不斷進行知識更新，培養創新意識，才能制定出正確的戰略決策與相應的組織機構，并凝聚員工的變革共識，帶領企業員工對戰略加以實踐，以促進企業的發展。

系統組成主要包括冷卻液、水泵、散熱器(低溫散熱器)、冷卻風扇、膨脹水箱(帶壓力蓋)、冷卻管路(包括溫控閥)等零件組成。冷卻系統在整車前艙的布置(圖1-1)及冷卻水路工作原理(圖1-2)。

大學學習自由度大，學習的自主性和廣泛性特點顯著。大學要求大學生必須對自身的學習負責，課時數也有所減少。由于中學和大學教育銜接不通暢，大學生入學后容易出現焦慮迷茫期，導致學期動力減退，心理相對脆弱，學習成績不合格率升高（金國雄等，2003）。大學商務英語課程通常采取班級授課制，班級學生英語水平和英語學習態度不一，而由于他們自主學習能力不足，導致班級授課效果不高，班級分層越來越嚴重，甚至出現有些學生完全放棄英語學習的情況。即使程度較好的班級，也更多的是由教師來主導課堂，學生被動接受。而這種英語學習方式并無法充分調動學生的主觀能動性，提高學生的學習動力。

為了達到散熱的效果，在發動機汽缸蓋和汽缸體上都鑄有冷卻水套，與冷卻系統連通后，通過冷卻液的循環來完成發動機總成的散熱。冷卻液的循環過程簡述如下，即水泵將低溫冷卻液從散熱器中吸出并加壓輸送到汽缸體水套和汽缸蓋水套中，冷卻液吸收發動機產生的熱量變成高溫的冷卻液，再從汽缸蓋頂部的節溫器(節溫器打開狀態)流回散熱器中，在此過程中冷卻液便將熱量從發動機帶至散熱器。通過散熱器的換熱功能，在冷卻風扇的強力抽吸作用下，空氣高速流過散熱器，將高溫冷卻液的熱量帶到空氣中，降低冷卻液的溫度，低溫冷卻液在水泵的作用下又流回到發動機中，由此不斷循環，從而使發動機及相關零部件得到冷卻。

1.2 散熱器基本結構

循環時間：55s保持0℃，55s保持100℃。

散熱器芯體作為散熱器的核心部分，起主要的散熱作用。散熱器芯體主要由散熱扁管、散熱帶(翅片)、主板、側板等組成。由于它具有足夠的散熱面積，因此能將發動機散發的熱量帶到周圍的大氣中。

本文分析的散熱器是一種比較常用的結構，采用管帶式、橫流的芯體結構，主要參數如表1-1。

2 問題現象

售后市場出現多起車輛高溫限扭的案例，通過對實車冷卻系統排查發現冷卻液水壺存在缺水的現象，進一步排查發現，除散熱器芯體上存在明顯的冷卻液泄漏痕跡，其余零件均正常，在散熱器泄漏點附近存在翅片堆積的現象。同時，從收集到的樣本車輛的信息看，大部分車輛出現在短里程，具體信息梳理如表2-1；從回運的故障件看，未發現有碰撞或石擊的痕跡，散熱器芯體能看到冷卻液的泄漏點及泄漏痕跡，在散熱器底部角落位置，同時還現一個現象，失效散熱器泄漏點處均存在不同程度的翅片堆積(見圖2-1)。

眾所周知，散熱器總成作為冷卻系統的關鍵零部件，散熱器的失效，輕則引起冷卻液減少、動力限扭，重則會造成發動機缸體拉缸，嚴重影響車輛的正常使用。

3 失效原因分析

進一步對冷熱交變循環失效件進行金相分析，從泄漏位置看出(如圖3-3)，扁管存在變形和撕裂的現象。

將故障件打壓后放置測試水槽中發現，在散熱器下端角落(第一根扁管上)位置有連續氣泡冒出，僅有1處，其余位置未發現有氣泡冒出，判斷該位置即為冷卻液泄漏點。通過進一步觀察散熱器泄漏點，發現泄漏扁管上存在細微裂紋，且裂紋附近的翅片存在堆積現象如圖3-1。

為進一步確認引起扁管裂紋的原因，從芯體尺寸、扁管材料、試驗驗證(翅片堆積對扁管開裂的影響)、制造工藝，進行逐項排查分析。

F2=0.012X1-0.253X2+0.102X3+0.068X4+0.438X5+0.104X6+0.459X7

3.1 關鍵尺寸測量

從失效件中抽取3套(1#、2#、3#)失效散熱器對其關鍵尺寸進行測量，判斷散熱器是否存在撞擊、變形等情況，排查情況見表3-1。

實施健康教育前高血脂患者TC、TG、LDL-C、HDL-C分別為（5.46±0.52）mmol/L、（1.74±0.28）mmol/L、（4.19±0.45）mmol/L、（0.80±0.12）mmol/L；實施健康教育后高血脂患者TC、TG、LDL-C、HDL-C分別為（4.82±0.48）mmol/L、（1.41±0.23）mmol/L、（3.65±0.39）mmol/L、（1.08±0.20）mmol/L，組間比較，差異有統計學意義（t=4.044、4.072、4.055、5.368，P＜0.05）。

3.2 失效件材料分析

對扁管材料進行檢測，排查零件材料是否符合設計要求，試驗方法參照GB∕T7999-2015《鋁及鋁合金光電直讀發射光譜分析方法》進行，通過切割不同的3套失效散熱器，獲取3片扁管，用于材料分析，分析結論見表3-2。

培養人才是文化發展及中華文化走出去的第一資源[14]。亳文化既快又好地走出去離不開具有國際視野的文化從業人才的培育，然而，當前亳文化人才的缺乏是全方位的，既缺乏在國內外有影響的高端創意人才，也缺乏文化營銷、文化管理、項目策劃等方面的專業人才。

3.3 故障復現(通過冷熱交變循環試驗)

根據金屬熱脹冷縮的特性，結合經驗分析，若翅片出現了堆積，散熱器在冷卻液冷熱交變或冷熱不均勻時，散熱器芯體上的扁管會出現受力不均勻，進而造成應力集中的現象

。為驗證這一假設，選取3件存在翅片堆積(3峰堆積)的散熱器總成零件進行熱循環試驗，實驗循環次數為 337500(即2.25倍高低壓循環，其中1倍循環為150000次

，其中，冷卻液溫度：0 ± 2℃ to 100 ± 2℃；

我國的銀行、證券公司、保險公司、基金公司等金融機構都開辦了種類繁多、性質各異的理財業務，不同金融機構的理財產品，由于其不同的監管主體出臺的監管標準和采取的監管措施不同，缺乏一套相互協調的機制，從而導致不同的金融機構所面臨的監管程度和服從成本存在很大的差異，造成各類金融機構在市場上面對不公平、不合理的競爭條件，異化了理財產品在金融市場上的競爭。

壓力：150±10 kPa(G)；

3)從模擬數據顯示：隨著開挖深度,距離盾構井50 m左右范圍內冠梁軸力影響較大，呈現受拉狀態；在四個工況下，標準段第一道的內支撐軸力均大于盾構井軸力值.工況一：標準段內支撐軸力大于盾構井內支撐軸力；工況二：最大內支撐軸力還是標準段第一道內支撐；工況三：最大軸力出現在盾構井第二道內支撐，且標準段第一道和第二道內支撐軸力大于第三道；工況四：最大內支撐軸力在盾構井第三道內支撐，且標準段第三道內支撐軸力大于第一道和第二道內支撐軸力.從模擬軸力云圖能看出，隨著開挖深度的增大，內支撐的最大軸力位置，也逐漸下移，最終出現在盾構井的斜撐位置.

發動機散熱器主要由水室、散熱器芯體等組成。

從光譜分析數據看出，散熱器芯體的扁管材料均在設計限值范圍內，說明扁管的材料性能符合設計要求。

耐久循環完成后對試驗件進行氣密測試，將散熱器置于水下100mm至150mm，使用壓力衰減系統進行測試，測試條件如下：

環境溫度23℃±5℃，壓力：min250 kPa(A)

持續時間:>60s，氣檢≤ 4cc/min(干燥空氣)

從試驗結論(統計為上表)看，3件≥3峰堆積的樣品均出現失效，失效現象均為扁管裂紋，失效點在翅片堆積附近，且1件樣件無法完成1倍壽命的熱循環試驗,失效件見圖3-2。

3.4 金相分析

為準確找出散熱器的泄漏點，首先對失效件進行密封性試驗濕試(氣密測試)，測試要求：散熱器打壓壓力250kPa(A), 保壓60s，氣檢≤ 4cc/min(干燥空氣)。

結合冷熱循環驗證結論和金相分析結論可以得出，翅片出現堆積時，在釬焊后便會合為一體，該處扁管在冷熱交變循環試驗時出現受力不均勻，最終引起應力集中，從而造成扁管撕裂的現象(圖3-3)，最終表現為散熱器滲漏。

所以，從試驗結論看，翅片堆積對扁管開裂有直接影響，且故障現象與售后故障現象表現一致。

3.5 制造工藝及控制排查

從制造工藝流程(如圖3-4)可以看出，造成翅片堆積的工序可能為制管/滾翅、芯體組裝階段，結合故障件生產批次，進一步排查發現，產線存在翅片來料長度偏長并通過手工裁切后繼續回用的情況。

由于翅片由裁切機器控制，精度控制±2峰，而手工裁切的尺寸無法有效控制，會引起翅片長度超差的情況。

毛主席1936年在保安對斯諾說：“這是我們唯一的外債，是紅軍拿了藏民的糧食而欠的債，有一天我們必須向藏民償還我們不得不從他們那里拿走的給養。”④《紅星照耀中國》159頁和《長征——前所未有的故事》308頁。鄧小平同志在1952年7月21日西南軍政委員會第一次全體會議上說：“紅軍北上，在那里（川西北兄弟民族地區）是把他們（當地老百姓）搞苦了，這在當時是為保存紅軍，沒有辦法，把他們的糧食吃光了，他們吃了很大的虧，要在具體利益上向他們賠償，真正要從經濟上幫助他們得到利益。”⑤《血對西藏說》第31頁——32頁。

從表3-1測量數據看出，零件關鍵尺寸均在設計要求的限值范圍。

同時，在排查生產工藝卡時，并未看到對翅片堆積的檢查或管控，這也是造成散熱器翅片堆積的一個潛在因素。

綜上分析，造成散熱器扁管失效的根本原因為翅片堆積誘發局部應力集中，從而引起散熱器開裂并漏液的失效現象。

采用SPSS17.0統計學軟件進行數據處理，計量資料以表示，組間差異比較采用t檢驗，計數資料以%表示，組間差異比較采用χ2檢驗。

4 方案優化

為避免類似質量問題，從如下兩方面進行改進和控制：

1、嚴格控制生產工藝，杜絕散熱器翅片人工裁剪并回用的現象，并且全部采用裁切機器控制翅片長度；

2、工藝卡片增加檢查工序，即在主板和側板裝配時人工檢查翅片堆積情況，同時，使用自動化梳齒設備(如圖4-1)，保證兩端散熱帶分布均勻。并在散熱器檢測時增加翅片堆積檢查項，要求堆積<2峰，以確保零件的質量。

5 試驗驗證

為進一步驗證工藝改進的有效性，在已斷點的批產零件中隨機抽取3套散熱器總成，進行冷熱循環交變試驗，試驗要求同“3.3故障復現”項。試驗完成后，對3組零件進行泄漏試驗測試，試驗方法及條件同“3.3故障復現”項：

天氣突然的熱起來，說是“二八月，小陽春”，自然冷天氣還是要來的，但是這幾天可熱了。春天帶著強烈的呼喚從這頭走到那頭……

從表 5-1驗證結論可以看出，翅片堆積問題得到有效控制，且零件完成2.25倍壽命后未出現失效。

6 結論

經過上述排查分析及對比驗證得出，造成散熱器失效的原因為翅片堆積后，在冷熱交變循環沖擊作用下扁管兩側出現受力不均勻，導致局部應力集中的現象，進而造成扁管開裂，最終出現散熱器滲漏冷卻液的故障。

同時，針對類似量產后的問題，由于整車開發過程中已經對相關零件進行過虛擬仿真和完整的整車及零件的耐久驗證，因此可優先從零件質量，特別是生產工藝控制方面進行排查和分析，提高問題分析和解決的效率。

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