1.1 Podstawowe elementy grzejnika
Układ chłodzenia silnika samochodowego jest stosunkowo złożony. Jego głównymi elementami są chłodnica, termostat, silnik wentylatora, osłona przeciwwiatrowa i inne części. Wśród nich chłodnica jest najważniejszą częścią układu chłodzenia silnika. Kiedy samochód jest uruchomiony, silnik wytwarza dużo ciepła i promieniuje do otoczenia. Aby silnik mógł normalnie pracować, temperatura silnika musi zostać obniżona. Główną funkcją chłodnicy jest wykorzystanie zimnego powietrza do chłodzenia cieczy chłodzącej nagrzewanej przez silnik. Chłodnica samochodu jest ciężka, lekka i kompaktowa. Materiał składa się głównie z miedzi i cyny. Miedź ma dobrą przewodność cieplną i odporność na korozję, ale niedobory zasobów miedzi i wysoka cena powodują, że grzejnik wymaga ulepszenia pod względem materiałowym i konstrukcyjnym. Nowa konstrukcja powinna starać się zapewnić oryginalne osiągi, zmniejszyć wagę chłodnicy, tak aby można ją było zastosować w mniejszych samochodach.
1.2 Forma konstrukcyjna grzejnika
Obecnie w moim kraju istnieje wiele typów konstrukcji grzejników, wśród których grzejniki z wymuszonym obiegiem wody dzielą się głównie na typu prądu stałego i typu prądu stałego. Wśród nich typ prądu stałego jest szerzej stosowany niż typ prądu stałego. Aby zwiększyć powierzchnię rozpraszania ciepła w komorze prądu stałego, ciepło można skutecznie rozproszyć. Pierwotny rozkład pionowy rdzenia rozpraszającego ciepło jest często zmieniany na rozkład górny i dolny. Chłodnice prądu stałego są trudne do ułożenia w niektórych samochodach z niską maską silnika ze względu na ich duże rozmiary, dlatego w samochodach wyposażonych w chłodnice prądu stałego zazwyczaj stosuje się układy poziome. Komory wodne po lewej i prawej stronie zastępują komory wodne po stronie górnej i dolnej, a płyn chłodzący przepływa w lewo i prawo, co nazywa się chłodnicą stałoprądową. Ten typ grzejnika ma większy rozmiar i większą powierzchnię styku, dzięki czemu efekt odprowadzania ciepła jest lepszy, a przepływ powietrza jest płynniejszy.
1.3 Kształt konstrukcyjny rdzenia chłodnicy
Najważniejszą częścią chłodnicy jest rdzeń chłodnicy, który pełni głównie rolę odprowadzania ciepła silnika. Rdzeń chłodnicy składa się z górnej i dolnej płyty głównej, radiatorów, rurek cieplnych i innych części. Ze względu na dużą powierzchnię rozpraszania ciepła może uwalniać ciepło wydzielane przez silnik do atmosfery. Ponadto rdzeń chłodnicy jest wykonany z doskonałego materiału i jest wykonany z metalu z lekkiego i cienkiego materiału oraz o dobrej przewodności cieplnej. Dlatego masa i rozmiar ogólnego rdzenia chłodnicy są małe i można uzyskać większą powierzchnię grzejnika, a rzeczywisty efekt rozpraszania ciepła jest znacznie poprawiony. Istnieje wiele rodzajów rdzeni chłodnic. Najpopularniejsze na rynku są rdzenie chłodnic z paskiem rurowym i żebrami rurowymi.
W grzejnikach rurowo-taśmowych często stosuje się grzejniki wielorzędowe. W porównaniu z grzejnikami jednorzędowymi i dwurzędowymi mogą zapewnić większą powierzchnię do odprowadzania ciepła i mieć dobry efekt chłodzenia. Wraz z ciągłym rozwojem przemysłu samochodowego w moim kraju, silniki są również stale ulepszane, a emitowane przez nie ciepło stopniowo wzrasta. W przypadku niektórych silników z automatyczną skrzynią biegów często konieczne jest schłodzenie oleju silnikowego. W tym momencie potrzebny jest wymiennik olej-woda, aby skutecznie odprowadzić ciepło silnika. W porównaniu z samochodem tego samego typu, jeśli samochód wyposażony jest w ręczną skrzynię biegów, często wystarczy zainstalować tylko jednorzędową rurę chłodzącą, podczas gdy w przypadku niektórych silników z automatyczną skrzynią biegów często konieczne jest zainstalowanie dwurzędowej rury chłodzącej, aby spełnić podstawowe potrzeby w zakresie odprowadzania ciepła. Chłodnica rurowo-żebrowa i chłodnica pasowo-rurowa różnią się składem. Chłodnica rurowo-żebrowa składa się z wielu żeberek i rurek cieplnych. Rurka cieplna i powierzchnia radiatora stanowią kanał odprowadzający ciepło umożliwiający cyrkulację powietrza. Ciepło jest często odprowadzane na zewnątrz poprzez kanał powierzchniowy, co skutecznie obniża temperaturę silnika. Ten typ chłodnicy jest często mocny i pozwala uniknąć zatykania się kurzem i olejem, co powoduje duże wibracje silnika. W porównaniu z innymi grzejnikami, grzejnik rurowo-żebrowy charakteryzuje się prostym procesem produkcyjnym, niskim kosztem i dużą zdolnością odprowadzania ciepła i jest najczęściej stosowany w małych autobusach i samochodach. Inne typy grzejników na ogół nie są powszechnie stosowane ze względu na ich specjalne procesy operacyjne.
2. Projektowanie materiałowe chłodnic samochodowych
Przy wyborze materiału grzejnika należy zwrócić uwagę na dobór materiałów charakteryzujących się dużą odpornością na korozję i dobrymi parametrami przewodzenia ciepła. Aby uprościć proces produkcji grzejników, dobierane materiały powinny być jak najlepsze pod względem obróbki, efektu formowania i wydajności spawania, a dobór materiałów powinien uwzględniać korzyści ekonomiczne. Obecnie przemysł motoryzacyjny wybiera na grzejniki głównie stopy miedzi i materiały miedziane. Ogólnie rzecz biorąc, w dopuszczalnym zakresie wytrzymałości, aby obniżyć koszt grzejnika i poprawić jego jakość, grubość materiału grzejnika musi wynosić 0,045 mm. W przypadku niektórych firm wysokiej jakości grubość produkowanego przez nich grzejnika można kontrolować na poziomie 0,025 mm. W przypadku innych części grzejnika, takich jak komory wodne, płyty główne i inne części, grubość może wynosić od 0,5 do 1,5 mm.
3. Rozwój chłodnic samochodowych
W miarę jak kraj zwiększa swoją kontrolę nad zasobami. Rośnie zużycie materiałów miedzianych, które muszą być stosowane w grzejnikach. Dlatego obecnie z jednej strony należy skutecznie wymienić materiały, z których wykonane są grzejniki; z drugiej strony należy poprawić stopień wykorzystania materiałów grzejnikowych, aby zmniejszyć zużycie zasobów. Najbardziej odpowiednim materiałem do zastąpienia miedzi jako materiału na grzejniki jest aluminium. Ciężar właściwy aluminium jest lżejszy niż materiałów miedzianych, a jego wydajność wymiany ciepła jest znacznie większa niż w przypadku innych materiałów, a koszt aluminium jest niższy. Dlatego wydajność grzejników aluminiowych jest w zasadzie taka sama jak miedzi, koszty produkcji są również skutecznie kontrolowane, a zużycie zasobów miedzi jest również skutecznie ograniczane. W niektórych markach samochodów zastosowano chłodnice aluminiowe. Wraz z ciągłym rozwojem branży grzejników, podstawowe materiały powszechnie stosowane w życiu znajdują zastosowanie również na części do grzejników. Najczęściej spotykana jest komora wodna chłodnicy wykonana z materiału nylonowego, która nie jest już zespawana z chłodnicą, ale można ją uzupełnić poprzez montaż mechaniczny. Proces produkcji został znacząco zoptymalizowany. Obecnie w wielu samochodach stosowane są grzejniki o konstrukcji miedziano-plastikowej i aluminiowo-plastikowej. Niektóre kraje rozwinięte w Europie i Stanach Zjednoczonych przeprowadziły szczegółowe badania nad grzejnikami taśmowymi z podwójnymi rurami falistymi. W branży grzejników wydajność i jakość pod każdym względem spotkały się z dobrymi opiniami. Technologia ta jest stale rozwijana. Wierzę, że w najbliższej przyszłości zostanie on wprowadzony na rynek, a przyszły rozwój branży chłodnic samochodowych będzie lepszy.
IV. Wniosek
Wraz z ciągłym przyspieszaniem tempa życia, w celu uzyskania wygodniejszego transportu, przemysł motoryzacyjny jest stale rozwijany. Niezwykle konieczne jest przeprowadzenie dogłębnych badań części samochodowych. W artykule analizowano głównie podstawowy skład i postać konstrukcyjną grzejnika oraz postać konstrukcyjną rdzenia. W połączeniu z obecną ekologiczną ochroną środowiska i ekonomią porównuje się materiały grzejnika. W obecnej sytuacji rozwoju rynku analizowany jest kierunek rozwoju grzejnika. Mam nadzieję, że pomoże to w projektowaniu i przyszłym rozwoju chłodnic samochodowych.
