小議汽車散熱器材料及其制造新技術

黃前飛

摘 要：在汽車組成中的冷卻系統，其正常的運作是保障汽車發動機在規定溫度下運作的必備條件，基于此，文章首先介紹了散熱器結構形式以及材料的相關要求，進而分析了目前在汽車散熱器中廣泛使用的散熱材料，最后介紹了現階段汽車散熱的新技術，即銅硬釬焊技術。

關鍵詞：汽車；散熱器；材料；制造；新技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.218

0 引言

現階段汽車的發動機其散熱系統主要使用強制性的循環式水冷系統，該系統在其組成上主要包括散熱器、水泵、水套以及冷卻風扇等，其主要功能是保障汽車的發動機能夠在運作中一直處于最佳的溫度中。散熱器是整個散熱系統中最為主要的組成部分，其性能好壞直接影響著發動機的運行狀態，因此探究汽車散熱器以及其制造的新技術是具有重要意義的。在此背景下，文章分三部分展開了細致的分析探討，旨在提升人們對于汽車散熱器材料以及新技術的認識，以下是具體內容[1]。

1 散熱器結構形式以及材料的相關要求

汽車散熱器主要有進水室、芯部以及出水室三部分組成。冷卻液其在散熱器的芯部之內流動，在散熱器芯部的外部有高速流動的空氣，空氣以及冷卻液在散熱器芯部實現熱量的交換

1.1 散熱器以及其芯部結構形式

汽車散熱器在其結構形式上可以劃分為直流型以及橫流型兩種。其中主流型的散熱器，其進出水室位于散熱器芯部的上部和下部，因為汽車散熱器芯部為垂直的設置，因此直流型的高度較大；橫流型其汽車散熱器芯部是水平的設置，其進出水室設置在左右兩側，因此尺寸較大。汽車散熱器芯部的結構形式主要分為管帶式和管片式兩種，其中管帶式散熱器主要由冷卻管以及波紋狀散熱帶相間式的焊接而成，其優點是散熱效果好，便于制造；管片式散熱器由許多的散熱片以及冷卻管組成，冷卻管多為扁平截面，其優點是剛性較好，承壓能力強。

1.2 散熱器對其材料的相關要求

汽車散熱器其工作的環境十分惡劣，通常位于汽車的最前端的迎風處，受到的外界影響很嚴重，同時汽車散熱器內部還長期存在著流動的冷卻液，進而會對汽車散熱器造成一定的影響，故此對于汽車散熱器的材料通常需要具備以下幾點條件：1.必須具備良好的導熱性；2.必須具備較強的剛性以及良好的抗腐蝕性；3.具備較強的可加工性以及釬焊性能；4.經濟性能良好。

2 現階段常用的散熱材料

2.1 銅

銅屬于金屬材料，同時其還是導熱性能最好的金屬，并且具備極其良好的可加工型，在其耐腐蝕性以及釬焊性上也十分優秀，故此長期以來都是汽車散熱器最主要的使用材料[2]。但是銅最大的缺點是其價格較高，使用的經濟效益性較低。

2.2 鋁

鋁是一種質量很輕，并且在地球上儲備較多的金屬材料。目前國際上汽車的發展趨勢也是逐漸走向輕量化，因此；鋁材料在汽車行業中的使用也是越來越廣泛。鋁其最大的特點是質量輕，相對于銅其質量只有銅的三分之一，同時其儲量很高因此價格不高。但是鋁材料其最大最大的缺點是其釬焊性性能較差，同時還需要較長的生產線，這也在很大程度上限制了鋁材料在汽車散熱器上的廣泛使用。

2.3 工程塑料

隨著汽車技術以及材料技術的不斷發展，為了符合汽車輕質量的發展趨勢，節約目前市場上的有色金屬，眾多新的材料被使用到了汽車散熱器之上，這其中最為出色的便是工程塑料。其中較為常用的有添加玻璃纖維的尼龍66注膠，其可以使用機械的方式實現和汽車散熱器芯部的連接，加之橡膠密封圈便可以實現極佳的密封效果，并且還具備很好的防振效果。同時該材料還具有極佳的耐腐蝕性和可塑性，進而能夠在滿足汽車散熱器基本功能的基礎上還能實現最佳的美觀的效果，是一種未來發展愿景十分廣大的汽車散熱制造材料[3]。

3 汽車散熱器制造的新技術，銅硬釬焊技術

銅硬釬焊技術其是通過使用特殊的銅、磷以及錫的釬焊合金，并且將紫銅和黃銅分別制造成管和散熱帶，釬焊成一個整體，這個整體便是汽車散熱器。銅硬釬焊技術其核心是無鉛焊合金、無焊劑以及抗退火材料。銅硬釬焊技術的工作原理未使用銅硬釬焊金屬的填料在590攝氏度以及610攝氏度之間進行融化，并依靠金屬的毛細管作用，流進焊接的間隙中，和母體材料發生一定反應，進而和母體連接成一個高強度的金屬整體[4]。

銅硬釬焊技術所制成的散熱器其具有幾點明顯的優勢，其一該技術在加工中，可以將銅加工為厚度極小的材料，進而大大的節約原材料的使用，降低成本和散熱器的重量；其二，銅硬釬焊技術在使用中是在相對低溫的環境下進行焊接作業，并且不需要使用焊劑，進而焊接的速度更快，同時焊接溫度也更加容易控制；其三，銅硬釬焊技術所制作的散熱器其使用的材料和釬焊合金的惰性相似，因此其具備極強的抗腐蝕性。

根據實踐證明，銅硬釬焊技術在汽車、客車以及工程機械等發動機的散熱器上的應用均具有十分明顯的優勢。在相同的工作條件以及散熱環境之下，使用銅硬釬焊技術技術所制造的散熱器在其體積上要明顯更小、重量更小，并且對于腐蝕作用的抗性更強，進而在使用中具有更高的壽命。

4 結束語

綜上所述，汽車散熱器的材料以及制造技術其發展的速度很快，目前在汽車散熱器材料上金屬銅、金屬鋁以及新型的工程塑料是使用較為廣泛的材料，其中工程塑料是最具有使用前景的材料。在其制造技術上逐漸有很多新的技術在不斷地誕生，其中銅硬釬焊技術是一種具備多種優勢的新技術，其不止在汽車散熱器的制造上具有眾多優勢，同時對于工程機械、客車以及重型卡車的散熱器制造上都具有明顯的優勢，可在未來的散熱器制造中充分、合理的使用。

參考文獻：

[1]童正明，陳丹，梁淑君等.管帶式汽車散熱器試驗及數值模擬研究[J].汽車技術，2013，20（10）：51-54，55.

[2]關鳳艷.汽車散熱器的優化設計及傳熱性能分析的研究[J].制造業自動化，2011，33（14）：143-145.

[3]劉景平，李志強，趙紅利等.鋁合金空空中冷器復合翅片管材料選擇與結構匹配[J].汽車零部件，2014，14（11）：10-12.

[4]蔣新強，杜群貴，高俊嶺等.熱電制冷冰箱散熱器熱分析及其結構尺寸研究[J].機械設計與制造，2010，12（02）：94-96.