汽车散热器结构与生产工艺

汽车散热器结构与生厂工艺

散热器是水冷式内燃机冷却系统中不可缺少的一个组成部分。汽车发动机的冷却系统，一般是由水泵、散热器、节温器、冷却风扇、风扇电机、电机开关、护风罩等部分组成。发动机在工作时机内的温度很高，所以为保证其能够正常工作，必须对其进行冷却。散热器的作用是利用冷风（既可以是汽车行驶时迎面流动空气造成的冷风，也可以是冷却风扇提供的冷风）来冷却被发动机高温零件加热的发动机冷却液。

散热器是由冷却用的散热器芯子、储存冷却液的上水室和下水室组成的。由于散热器工作时会产生水蒸气，所以上水室还承当着气水分离的作用。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、散热带（或散热片）、上下主片和左右挡板组成。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造成的，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。

管片式散热器芯部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。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，让足量的空气通过以带走冷却液传给散热器的热量。同时还必须具有足够的散热面积，来完成冷却液、空气和散热片之间的热量交换。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。

按照散热器中冷却液流动的方向可以将散热器分为纵流式和横流式。纵流式散热器在汽车发动机上使用极为广泛。由于纵流式散热器的散热芯子垂直分布，芯子上下分别布置了上水室和下水室，因而高度尺寸比较大，在发动机罩盖较低的轿车上布置比较困难。所以有些轿车上采用散热器芯子水平布置，用左右两侧的水室代替传统的上下水室结构，冷却液左右流动就是所谓的横流式散热器。这种散热器宽度尺寸较大，芯子正面有效面积增加10%，从而加大风扇尺寸，得到更多迎风面积，使气流更为流畅。

汽车散热器的材料主要有两种：铝质和铜制，前者用于一般乘用车，后者用于大型商用车；汽车散热器材料与制造技术发展很快。铝散热器以其在材料轻量化上的明显优势，在轿车与轻型车领域逐步取代铜散热器的同时，铜散热器制造技术和工艺有了长足的发展，铜硬钎焊散热器在客车、工程机械、重型卡车等发动机散热器方面优势明显。

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（PA66）注塑加工成散热器的水室，并以机械方式与散热器芯部结合装配，通过橡胶密封垫圈使接合面上达到良好密封，同时还起到防震作用。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挡板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。

目前，铝散热器比较成熟的生厂工艺有两种：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。

管带式散热器的加工工艺流程一般是通过制管机进行制管，滚带机进行滚带（铜板厚度在0.05mm左右），然后进行手工芯子组装，装配主片，烘焊，扩张管头，散热管与主片钎焊，芯子内外部清洗，钎焊水室，钎焊侧板，一次试压，总成内部清洗，一次脱水，一次烘干，二次试压，二次脱水，二次烘干，喷漆喷粉，三次烘干，装配附件，包装，入库。