工程车辆散热器应用与维护研究

工程车辆散热器应用与维护研究

朱森俊

杭州市地铁集团有限责任公司运营分公司 310018

摘要：科学技术的发展迅速，我国的工程建设的发展也有了创新。在世界能源资源日趋紧张的今天，提高能源利用率备受大家关注．工程车辆在行驶的同时，还需完成特定施工作业，能源消耗较大．发动机、消声器等发热部件都集中在动力舱内，动力舱中散热器模块散热性能制约整车的高效、可靠工作，有必要对车辆散热器模块散热性能进行研究．国外的学者不但从流体基本单元入手，利用数值计算研究了散热器性能，而且还使用实验的方法研究了散热器性能随冷流体流动变化。运用先进的控制模式进行整车热管理也是一种有效提高散热器工作效率的手段。上述研究都是针对散热器的基本性能．当散热器组合安装在整车上，其实际性能有所不同，经常导致整车工作系统过热．

关键词：工程车辆；散热器；应用与维护研究

1散热器的分类

（1）按材质可分为：①铜质散热器。铜质散热器主要优点有维修性好，防腐蚀性强、强度高，缺点价格昂贵；②铝质散热器。铝质散热器主要优点为价格低、散热性好（虽然铜的热传导率比铝高出3倍，但铜散热器散热水管与散热片/带之间的焊接材料锡热传导率比铝差）、产品轻，缺点防腐蚀性差、维修性差、强度低；③不锈钢散热器。不锈钢散热器主要优点为抗压能力强、防腐蚀性能好，缺点热传导率差、产品笨重等。（2）按结构形式可分为：①管片式。管片式散热器为散热管插入散热片后通过钎焊成为一体的结构。特征是结构强度高，由于散热管直接插入了片孔内；通风性能良好，其次管与片之间为90°接触，内夹角较大；不容易堵塞，可有效避免由于风速低造成芯体内部杂质无法排出，引起的散热性能下降及堵塞。②管带式。管带式散热器为散热管放在散热带上后通过钎焊成为一体的结构。特征是结构强度一般，由于散热管直接放在散热带上，散热管处于开放状态，加之目前工程车辆常用散热管为“O”型管，在散热管加压通过热流后，散热管很容易产生变形，变形力直接作用在散热管与散热带之间的焊道上，轻则造成焊道开裂降低导热系数，重则造成散热管开裂；通风性能一般，散热管与散热带之间多为23～28°夹角接触，内夹角较小，通风性能差，容易造成芯体内部杂质无法排出，引起散热性能下降及堵塞；造价相对低，由于散热带本身为三角形结构，其稳定性好，所以使用的材料较薄，产品成本会较低；散热器在同等体积下，可布置的散热面积更大，相对而言也提高了总体散热量。③板翅式。板翅式散热器，通常由隔板、翅片、封条、内翅片组成。在相邻两隔板间放置翅片、内翅片以及封条组成一条散热通道，将这样的通道根据流体的不同方式叠置起来，钎焊成一体。特征是结构强度非常高，由于板翅式散热器是多层封闭且内部有翅片的结构，这些内外翅片相当于一条条筋板，使得散热器的强度很高；散热性能相对非常好，板翅式散热器由于翅片对流体的扰动使边界层不断破裂，因而具有较大的散热系数，同时由于隔板、翅片很薄，具有高导热性，使得板翅式散热器具有很高的散热效率，在常规散热器中处于领先地位；结构紧凑，由于板翅式散热器具有扩展的二次表面，使得它在相同体积的散热器可布置的散热面积更大；工艺复杂，产品一次合格率低、造价相对高，板翅式散热器由于板翅式散热器由隔板、翅片、封条、内翅片等组成，组合的材料多且精度高，所以制造工艺要求严格，工艺过程也较为复杂；通风性一般、易堵塞，板翅式散热器由于内外都有翅片，多为梯形结构，且通风道多为错齿或波浪状，所以通风性差容易堵塞；耐腐蚀性差，由于板翅式散热器多为铝合金产品，所以耐腐蚀性较差。④涨管式。涨管式散热器为散热管插入散热片后通过涨大散热管使之与散热片接确的结构。特征是通风性能良好，涨管式散热器由于管与片之间为90度接触，内夹角较大，通风性很好，可有效避免由于风速低造成芯体内部杂质无法排出，引起的散热性能下降及堵塞；散热性能相对差，涨管式散热器由于管子与片子之间没有焊接所以无法达到完全接触，造成散热效率相对较低；涨管式散热器由于结构及工艺都较为简单，所以制造成本很低；制造工艺相对比较简单，涨管式散热器由于散热管与散热片之间没有采用焊接，无材料熔点差，所以同一个产品可以采用不同材质的散热管或散热片。

2解决措施

2.1工艺改进措施

依据造成漏点的原因分析，采取加强铝复合板的抗腐蚀能力，在铝复合表面采取表面抗腐蚀涂层处理，在复合板表面形成一层抗腐蚀保护膜。采取表面抗腐蚀工艺前后的复合板在室温下，置于NaOH溶液中进行腐蚀对比试验，对处理后复板的抗腐蚀能力和处理前的抗腐蚀能力进行对比。结果发现，处理后的复板抗腐蚀能力明显提高，在同等使用环境条件下复板抗腐蚀能力能够提高一倍左右。

2.2日常维护措施

油散热器的堵塞为腐蚀的发生提供了有利环境，因此，加强日常运行的维护保养是解决渗漏的直接有效措施。日常维护中，加强水冲洗清理和风吹扫干燥，为油散热器的运行提供良好环境，能够有效延长使用寿命。

2.3外部（冷侧）散热片/带及散热管清洗

在高粉尘工作环境下使用机器，散热器不可避免都会受粉尘污染，轻侧散热效率下降，重侧使机器出现高温。所以在使用过程中要注意事项：①散热器的保养和清理过程中，尽量使散热器芯体表面不要粘有油污，有油污出现时要第一时间把它清洗掉，不然容易造成粉尘粘在油污上更难清理，并且油污粉尘会越来越厚并无法被冷却风吹走，直接全部堵死通风口造成机器高温。②在散热器表面干澡的情况下，芯体出现少许异物，可直接用0.07～0.1kPa的压缩空气垂直于散热片或散热带直吹，使异物在高风速下被吹出芯体。③当有异物粘在芯体上时可先在散热器芯体表面喷少许去油污剂，等待一会儿后再用清水冲洗，冲洗后用0.07～0.1kPa的压缩空气垂直于散热片或散热带直吹，使油污和异物在高风速下被吹出芯体。④在平时使用中要保持散热器的清洁度，这样可有效避免散热器散热效率下降和发生堵塞，造成机械设备出现高温。

2.4散热器新工艺

随着工业水平日益进步，工程车用发动机转速和功率不断提高，热负荷也愈来愈大，对冷却系统的要求也越来越高，加之工程车辆使用范围也越来越广，对环境适应性要求也在不断提高，散热器从材质和制造工艺都出现了不少新技术。（1）铜硬纤焊技术的日益成熟及焊接层特殊铜国产化，成本得到大大降低，使得使用范围得到不断推广。铜硬钎焊为散热管与散热带之间采用铜料焊接，铜焊技术的核心是无钎焊合金、无焊剂以及抗退火材料，铜硬钎焊技术所制作的散热器及其使用的材料和钎焊合金的惰性相似，因此其具备极强的抗腐蚀性。由于其拥有超高强度、超高散热率、极强的抗腐蚀性，所以在大型重卡上面得到充分利用，它可以保证其大功率的散热需求，又可保证其在矿厂颠簸时需要的强度，也可满足在矿山的快速维护。（2）随着散热铜管/铝管制管机的进步，高效率沙漏管、拉毛管、扰流管使用越来越广范。这些散热管匀加大了与冷却液的接触表面积和使通过散热管的水流产生扰流，使高温冷却液在冷却流动过程中不产生分层（越靠近水管表面温度越低），从而达到与散热管内表面接触的水温最接近于水道中心部份的水温来提高散热效率。

结语

随着回流热空气温度升高，散热器的工作效率逐步降低，当其效率不能满足整机需要时，整车会出现系统过热以及工作性能不稳定等现象．

参考文献

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