1. Jezgra uloga kućišta hladnjaka u sustavima za hlađenje automobila
Motori automobila stvorit će puno topline tijekom rada. Ako ih se ne može na vrijeme raspršiti, uzrokovat će da se dijelovi pregrijavaju i ne uspiju, pa čak i prouzrokuju opasnosti od sigurnosti. Hyst Toone kućište Glavna funkcija je brzo izvoziti toplinu generiranu ključnim komponentama kao što su motori i mjenjači kroz učinkovitu toplinsku provođenje i toplotno zračenje kako bi se održao rad sustava unutar sigurnog temperaturnog raspona. Njegova se funkcija posebno odražava u sljedećim aspektima:
Prvo, kućište hladnjaka sudopera povećava područje raspršivanja topline, ubrzava protok zraka ili cirkulaciju tekućine i poboljšava učinkovitost razmjene topline. Na primjer, u motoru s turbopunjenjem, kućište za raspršivanje topline može odmah provesti visoku temperaturu turbopunjača do medija za hlađenje kako bi se izbjeglo prigušenje performansi uzrokovano pregrijavanjem turbo.
Drugo, ljuska raspršivanja topline mora imati dobru strukturnu čvrstoću i korozijsku otpornost na izdržavanje vibracija, udara i složene erozije okoliša tijekom rada automobila (poput visokih i niskih temperatura, mrlja ulja, kiseline i alkalnih tvari itd.). To zahtijeva da materijal školjke ne samo da ima izvrsnu toplinsku vodljivost, već također ispunjava ravnotežu između mehaničkih svojstava i prilagodljivosti okoliša.
Osim toga, s popularnošću novih energetskih vozila, potrebe za raspršivanjem topline motora i baterijskih paketa također se oslanjaju na kućište hladnjaka visokih performansi. Troelektrični sustav električnih vozila (baterija, motor, elektronička kontrola) osjetljiv je na temperaturu, a učinkovita ljuska topline može osigurati vijek trajanja baterije i učinkovitost motora te poboljšati izdržljivost i sigurnost vozila.
2. Usporedba odabira materijala i performansi kućišta hladnjaka sudopera
Materijali su osnova za određivanje performansi kućišta hladnjaka. Trenutno se najčešće korišteni materijali za raspršivanje topline u automobilskoj industriji uključuju aluminijsku leguru, bakrenu leguru, leguru magnezija i kompozitne materijale, a njihove karakteristike značajno se razlikuju:
1. aluminijska legura: glavni izbor
Aluminijska legura postala je prvi izbor materijala za školjke raspršivanja topline zbog njegove male gustoće (oko 2,7 g/cm³), izvrsne toplinske vodljivosti (toplinska vodljivost 200-250W/(m · k)), te jednostavne obrade i formiranja. Na primjer, aluminijska legura 6063 ima dobra svojstva ekstruzije i pogodna je za proizvodnju složenih oblika peraja za rasipanje topline; dok je ADC12 aluminijska legura od lijevanog ADC12 prikladna za kompaktne integrirane školjke zbog njegove dobre fluidnosti. Pored toga, površina aluminijske legure može poboljšati otpornost na koroziju i estetiku tretmanom anodizacijom, zadovoljavajući dvostruke potrebe automobila lagane i pouzdanosti automobila.
2. bakrena legura: Primjena visoke toplinske vodljivosti
Toplinska vodljivost bakrenih legura (poput bakra i mesinga) iznosi čak 380-400W/(m · k), a pogodna je za scenarije s izuzetno visokim zahtjevima za učinkovitošću disipacije topline, poput ljuske motornog ulja u sportskim automobilima visokih performansi ili modula elektronskog upravljanja visokim pogonom električnih automobila. Međutim, visoka gustoća (8,9 g/cm³) i visoki troškovi ograničavaju njegovu primjenu u laganim dizajnima velikih razmjera.
3. Legura magnezija: novi smjer lagane
Gustoća legure magnezija je samo 1,8 g/cm³, a trenutno je najlakši metalni strukturni materijal i ima određenu toplinsku vodljivost (toplinska vodljivost je oko 150 W/(m · K)). S napretkom tehnologije lijevanja magnezijevim legurama (poput polu-čvrstog lijevanja), njegova primjena u automobilskim školjkama za hlađenje postupno se povećavala, posebno u području novih energetskih vozila, što može dodatno smanjiti težinu vozila i povećati raspon. Međutim, legure magnezija imaju lošu otpornost na koroziju i potrebno ih je poboljšati pomoću oplata ili kompozitnog tretmana.
4. Kompozitni materijali: Budućnost proboja performansi
Kompozitni materijal na bazi karbonskih vlakana (CFRP) kombinira visoku toplinsku vodljivost i lagana svojstva, s toplinskom vodljivošću do 100-200W/(m · k), a gustoća od samo 1,5-2,0 g/cm³. Ova vrsta materijala može shvatiti anizotropiju toplinske provodljivosti i precizno usmjeriti put prijenosa topline kroz orijentaciju ugljičnih vlakana. Iako je trošak trenutno visok, on ima ogroman potencijal za primjenu u visokim automobilima i zrakoplovnim poljima.
3. Trendovi dizajna i tehnološke inovacije kućišta automatskog hladnjaka
Kako bi se nosio s izazovima hlađenja koje je donijela inteligencija i elektrifikacija u automobilskoj industriji, dizajn kućišta hladnjaka razvija se prema učinkovitom, integriranom i inteligentnom:
1. Bionski dizajn poboljšava učinkovitost rasipanja topline
Imitiranje struktura raspršivanja topline u prirodi (poput saća i kože kaktusa) postalo je nova inspiracija za dizajn. Na primjer, optimiziranje puta protoka zraka kroz strukturu bionske peraje može smanjiti otpor vjetra uz povećanje područja raspršivanja topline. Studije su pokazale da se u usporedbi s tradicionalnim ravnim perajama, učinkovitost raspršivanja topline bioničnih nazubljenih peraja može povećati za 15%-20%, posebno pogodno za ljuske disipacije topline.
2. Tehnologija integracije mikrokanala
Mikrokanalna tehnologija rasipanja topline postiže učinkovitu izmjenu topline obradom trkača mikrona unutar školjke kako bi se povećala kontaktna područja rashladnog medija (voda ili ulje). Ova se tehnologija primjenjuje na sustav toplinskog upravljanja baterijama električnih vozila. Integrirani dizajn kućišta hladnjaka sudopera s kućištem baterije može povećati temperaturnu ujednačenost baterije za 30%i kontrolirati temperaturnu razliku unutar ± 2 ℃.
3. Inteligentno upravljanje temperaturom
Popularizaciji tehnologije Interneta stvari (IoT), kućište hladnjaka počelo je integrirati temperaturne senzore i inteligentne upravljačke sustave. Na primjer, temperatura se u stvarnom vremenu nadgleda ugrađenim termoelementarom ili infracrvenim senzorom, a brzina ventilatora ili protoka rashladne tekućine dinamički se prilagođava kako bi se postigla optimalna ravnoteža između učinkovitosti disipacije topline i potrošnje energije. Ovaj inteligentni dizajn posebno je prikladan za hibridne modele, a način hlađenja može se automatski prebaciti u skladu s opterećenjem motora.
4. Primjena aditivne proizvodnje (3D ispis)
Tehnologija 3D ispisa probija se kroz ograničenja tradicionalne tehnologije obrade i omogućava dizajn složenih unutarnjih trkača i poroznih struktura. Na primjer, ljuska za raspršivanje topline aluminijske legure napravljene tehnologijom selektivne laserske taljene (SLM) može postići oblikovani kanal za hlađenje. U usporedbi s tradicionalnim postupkom ekstruzije, učinkovitost raspršivanja topline povećava se za više od 40%, a istovremeno smanjuje potrošnju materijala za 20%.
4. Optimizacija kućišta za optimizaciju kućišta u sudoperu i provjera performansi
U sustavima automobila za hlađenje, optimizacija kućišta hladnjaka zahtijeva sveobuhvatno razmatranje toplinskih performansi, mehaničke čvrstoće i kontrole troškova. Slijedi koraci ključne optimizacije:
1. Analiza toplinske simulacije: Simulacija toplinskog polja protoka provodi se putem CAE alata kao što su ANSYS i Fluent, a razmak peraja, debljina i izgled trkača optimizirani su kako bi se osigurala ujednačena raspodjela temperature. Na primjer, nakon što je ljuska za hlađenje motora određenog modela vozila optimizirana simulacijom, maksimalna temperatura smanjuje se za 12 ℃, a gustoća topline topline povećava se za 25%.
2. Provjera strukturne čvrstoće: Upotrijebite analizu konačnih elemenata (FEA) za provjeru pouzdanosti ljuske pod vibracijama i opterećenjem tlaka kako biste izbjegli pucanje uzrokovano rezonancom ili koncentracijom stresa. U laganom dizajnu potrebna je topološka optimizacija za zadržavanje materijala u ključnim područjima koja nose stres i izdubite ne-nosna područja kako bi se postigao optimalni omjer snage i težine.
3. Usklađivanje procesa: Odaberite odgovarajuću tehnologiju obrade prema materijalima materijala. Na primjer, postupak ekstruzije aluminijske legure prikladan je za masovnu proizvodnju školjki disipacije topline redovitog oblika, dok je postupak lijevanja prikladnijih za složene strukture šupljine; Za male potrebe za prilagodbom serije, 3D ispis ili CNC obrada je fleksibilnija.
4. Ispitivanje performansi: Provjerite stvarne performanse ljuske disipacije topline putem ispitivanja tunela vjetra, ispitivanja toplinskog ciklusa itd. Pokazatelji ključeva uključuju toplinski otpor (RTH), snagu disipacije topline (Q), pad napona (ΔP) itd., I potrebno je osigurati da svi parametri ispune standarde dizajna vozila.
U pozadini prijelaza iz automobilske industrije na učinkovito i elektrifikaciju, kućište hladnjaka, jer je osnovna komponenta sustava hlađenja, poboljšava svoje performanse ključno za pouzdanost i energetsku učinkovitost cijelog vozila. U budućnosti će s unapređenjem znanosti o materijalima i tehnologiji proizvodnje, školjka za raspršivanje topline s laganom, visokom toplinskom vodljivošću i inteligencijom postala glavni tok industrije. Poduzeća moraju nastaviti obraćati pažnju na tehnološke trendove i stvoriti rješenja za raspršivanje topline koja zadovoljavaju potrebe sljedeće generacije automobila kroz materijalne inovacije, optimizaciju dizajna i nadogradnje procesa i preuzeti vodstvo u konkurenciji Fierce na tržištu. .
