汽车散热器的毕业设计论文(2)

2018-12-04 21:40

5. 用铝散热器取代铜散热器能够满足整车及发动机的性能

要求

从铜、铝散热器结构上来说,其产品功能没有什么不同,也不影响产品之间的互换。铜、铝散热器都是曾遍采用管带式结构,散热带采用波浪带式结构,铜散热器散热管采用咬口式,铝散热器采用高频焊管和比较先进的B型管,只是由于原材料制造工艺和装备以及铜铝材料的性能不同,其材料和规格的选择不同。

从材料选用上看,铝散热器要比铜散热器选材厚一些,抗内部压力变形能力会比铜散热器强一些。从物理传热特性方面看,铜的导热

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比铝材要优越,但是,焊接铜散热器所用的锡铅焊料导热系数比铝材焊料导热系数要小得多。因此,从产品的整体散热效果来说,匹配同一车型,同样正面面积,采用铝散热器的散热效率要高于铜散热器。一般情况下设计铜散热器时,经常采用芯子加厚的方案来满足整车的散热性能,同时也带来散热器的风阻增大等一系列问题。

铜散热器的常用材料:

国 牌号 名 中 T3 H90 国 H68 名称 紫铜 黄铜 黄铜 成分(%) 99.7铜 88.0---91.0铜;余量锌 67.0----70.0铜;余量锌 厚度 用途 有关标准 (毫米) 0.13—0.20 0.13-0.20 水管 水管 冶金部标准YB562-65 冶金部标准YB562-65 0.70-1.2 水室和冶金部标准0.08-0.1主片 YB460-64 0 散热片 冶金部标准YB561-65 0.08-0.10 0.05-0.06 0.05-0.06 0.05-0.06 0.10 0.11 0.55 散热片 冶金部标准YB561-65 散热片 散热片 散热片 水管 水管 水室和主片 散热片 H62 黄铜 60.5---63.5铜;余量锌 美 CDA102 紫铜 99.95铜 CDA129 铜合金 每吨含银0.57公斤; 余量铜 薄翼 铜合金 99.90铜;0.1镉 国 CDA194 铜合金 97.5铜;2.3铁;0.02磷 CDA260 黄铜 C106 英 C101 黄铜 70铜;30锌 63铜;37锌 0.04---0.08银;铜合金 0.03---0.05氧;余量铜 铜合金 铜合金 0.013---0.035磷;余量铜 0.03---0.05氧;余量铜 散热片 英国标准 散热片 英国标准BS2870 第 0页 , 共 19 页。

C102 CZ105 国 铜合金 海军黄铜 海军黄铜 0.03---0.05氧;余量铜 70铜;0.02---0.06砷;余量锌 76---78铜;1.8---2.3铝;0.02---0.06砷;余量锌 70---73铜;1---1.5锡;0.02---0.06砷;余量锌 散热片 英国标准BS2870 水管 英国标准BS2871 CZ110 水管 英国标准BS2871 CZ111 海军黄铜 海军黄铜 紫铜 水管 英国标准BS2871 CZ112 CuR 日 BsR2 本 BsP BsR 0.05-0.13 0.08-0.13 0.11-0.15 0.5-1.2 0.5-1.2 主片 散热片 英国标准BS2871 日本标准JIS H3301 日本标准JIS H3321 日本标准JIS H3321 日本标准JIS H3201 日本标准 JIS H3321 黄铜 散热片 水管 黄铜 黄铜 水室 主片

6. 铝散热器使用寿命高于铜散热器

由于铜、铝散热器采用的焊接设备和工艺方法上的不同,其产品的结构强度差别较大。铝散热器焊接为硬钎焊,焊接温度为577~612℃,而铜散热器采用的是软钎焊,焊接温度低于450℃。铝散热器焊接接头的剪切强度为50~58MPa,抗拉强度为86~96MPa,而铜散热器锡焊抗扭强度为34~37MPa;所以铝散热器的结构强度要高于铜散热器很多。考虑到铝散热器的不易维修性,生产厂家在材料选型时必须考虑到产品的可靠性和使用寿命,因此,铝散热器的可靠性要

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远高于铜散热器,目的是尽量减少整车用户的后期使用维修成本。另一方面,铝散热器在抗腐蚀性能方面存在不如铜散热器的事实,要求客户对汽车铝散热器的使用条件要比铜散热器严格些。主要是客户必须使用整车厂家规定的防冻防锈液。不能采用其它介质如水。铝散热器和铜散热器相比在同等条件下,铝散热器无故障里程要远远高于铜散热器。

7. 铝散热器必须使用厂家规定的防冻防锈液

铝散热器的主要失效形式是腐蚀导致的产品渗漏,腐蚀主要来源于大气腐蚀和水腐蚀,散热管的穴蚀是常见的现象之一。铜散热器的材料是铜,铜化学活性差,在大气中难于氧化。由于大气中还有少量的CO2、H2S、H2O等气体,它们都会加速铜的腐蚀。但铜在大气中腐蚀后形成铜绿,该薄膜组织致密,与铜基紧密结合,从而起到保护作用,防止基体的进一步腐蚀。

铝是化学活性较大的一种金属。在大气中会迅速氧化形成一层极薄的氧化膜,疏松多孔,容易渗透。但在破坏后又迅速氧化形成新的氧化层。为了提高铝在使用中的耐腐蚀性能,一般要经过阳极氧化处理,使表面形成致密、较厚的氧化层。铝在水溶液中极易被H+置换,当水溶液中含有氯离子时,很快被腐蚀。水温升高,特别在80℃以上时铝在水溶液中极易被腐蚀,因此铝散热器是不能使用普通水的。所以只有铝散热器正确地选择材料和使用防冻、防锈液,才能有效地减少自身的腐蚀确保产品正常使用寿命。一般情况下,选择防冻防锈

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液PH值在7.5至9.0的冷却液较为适宜。由于生产防冻防锈液的社会厂家和规格牌号五花八门难于统一,用户可以根据整车的产品使用说明书查找到防冻防锈液规格型号。

铝散热器在使用防冻防锈液中,一般汽车在行驶2万km内不产生腐蚀,3万~5万km时逐步出现轻微的腐蚀,5万km以后时腐蚀的百分比会增加,这时应该及时更换防冻防锈液。

8. 铝散热器必须在生产厂家进行专业维修

铝散热器的维修较铜散热器要困难一些。因为铜散热器材料的基体材料熔点分别为1052~1080℃,而所采用的铜焊料(锡合金)的熔点为320℃以下,比较容易采用火焰焊接实现修补。而铝散热器采用的复合材料其焊料硅铝合金的熔点为577~627℃,而基体材料的熔点为643~654℃。两者仅相差46℃,因此在钎焊时温度控制要求极严格,否则焊接时易造成基体材料熔化,因此必须要用在专业设备上进行焊接,一定程度上限制了铝散热器的维修便利性。

目前,一般整车厂家的服务维修站不具备维修铝散热器的能力和手段,必须要将产品返回生产厂家进行侈理。如果客户在使用过程中发现铝散热器出现渗漏等问题,在应急的情况下,可以采用目前市面上常见的AB胶进行临时性地粘补以应急需,但事后必须要尽快更换一台同类型产品。对于故障件的维修,必须交给生产厂家进行专业修理。

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