1. Peranan teras perumahan sinki haba dalam sistem penyejukan automotif
Enjin kereta akan menjana banyak haba semasa operasi. Sekiranya mereka tidak dapat tersebar dalam masa, ia akan menyebabkan bahagian -bahagian terlalu panas dan gagal, dan juga menyebabkan bahaya keselamatan. Perumahan tenggelam haba Fungsi utama adalah dengan cepat mengeksport haba yang dihasilkan oleh komponen utama seperti enjin dan kotak gear melalui pengaliran haba yang cekap dan radiasi haba untuk mengekalkan operasi sistem dalam julat suhu yang selamat. Fungsinya secara khusus ditunjukkan dalam aspek berikut:
Pertama, perumahan sinki haba meningkatkan kawasan pelesapan haba, mempercepatkan aliran udara atau peredaran cecair, dan meningkatkan kecekapan pertukaran haba. Sebagai contoh, dalam enjin turbocharged, perumahan pelesapan haba dapat segera menjalankan suhu tinggi turbocharger ke medium penyejukan untuk mengelakkan pelemahan prestasi yang disebabkan oleh overheating turbo.
Kedua, shell pelesapan haba mesti mempunyai kekuatan struktur yang baik dan ketahanan kakisan untuk menahan getaran, kesan dan hakisan alam sekitar yang kompleks semasa operasi kereta (seperti suhu tinggi dan rendah, noda minyak, bahan asid dan alkali, dan sebagainya). Ini memerlukan bahan shell bukan sahaja mempunyai kekonduksian terma yang sangat baik, tetapi juga memenuhi keseimbangan antara sifat mekanikal dan kebolehsuaian alam sekitar.
Di samping itu, dengan populariti kenderaan tenaga baru, keperluan pelesapan haba motor dan pek bateri juga bergantung pada perumahan sinki haba berprestasi tinggi. Sistem tiga elektrik kenderaan elektrik (bateri, motor, kawalan elektronik) adalah sensitif suhu, dan shell pelesapan haba yang cekap dapat memastikan hayat bateri dan kecekapan motor, dan meningkatkan ketahanan dan keselamatan kenderaan.
2. Perbandingan pemilihan bahan dan prestasi perumahan sink haba
Bahan adalah asas untuk menentukan prestasi perumahan sinki haba. Pada masa ini, bahan pelesapan haba yang biasa digunakan dalam industri automotif termasuk aloi aluminium, aloi tembaga, aloi magnesium dan bahan komposit, dan ciri -ciri mereka berbeza dengan ketara:
1. Aloi aluminium: pilihan arus perdana
Aloi aluminium telah menjadi bahan pilihan pertama untuk kerang pelesapan haba automotif kerana ketumpatannya yang rendah (kira-kira 2.7g/cm³), kekonduksian terma yang sangat baik (kekonduksian terma 200-250W/(m · k)), dan pemprosesan dan pembentukan yang mudah. Sebagai contoh, 6063 aloi aluminium mempunyai sifat penyemperitan yang baik dan sesuai untuk pembuatan bentuk kompleks sirip haba; manakala aloi aluminium die-cast ADC12 sesuai untuk kerang bersepadu padat kerana ketidakstabilannya yang baik. Di samping itu, permukaan aloi aluminium dapat meningkatkan rintangan kakisan dan estetika melalui rawatan anodisasi, memenuhi keperluan ganda ringan dan kebolehpercayaan kereta.
2. Aloi Tembaga: Aplikasi Senario Kekonduksian Termal Tinggi
Kekonduksian terma aloi tembaga (seperti tembaga dan tembaga) adalah setinggi 380-400W/(m · k), dan sesuai untuk senario dengan keperluan yang sangat tinggi untuk kecekapan pelesapan haba, seperti shell minyak enjin yang lebih tinggi dari kereta sukan elektrik yang tinggi atau modul elektrik kuasa tinggi. Walau bagaimanapun, ketumpatan tinggi (8.9g/cm³) dan kos tinggi mengehadkan permohonannya dalam reka bentuk ringan berskala besar.
3. Aloi Magnesium: arah baru ringan
Ketumpatan aloi magnesium hanya 1.8g/cm³, dan ia adalah bahan struktur logam paling ringan pada masa ini dan mempunyai kekonduksian terma tertentu (kekonduksian terma adalah kira -kira 150W/(m · k)). Dengan kemajuan teknologi pengacuan aloi magnesium (seperti mati-mat-pepejal), aplikasinya dalam kerang penyejukan automotif secara beransur-ansur meningkat, terutamanya dalam bidang kenderaan tenaga baru, yang dapat mengurangkan berat kenderaan dan meningkatkan julatnya. Walau bagaimanapun, aloi magnesium mempunyai rintangan kakisan yang lemah dan perlu diperbaiki melalui rawatan penyaduran atau komposit.
4. Bahan Komposit: Masa Depan Penemuan Prestasi
Bahan komposit berasaskan polimer bertetulang serat karbon (CFRP) menggabungkan kekonduksian terma yang tinggi dan sifat ringan, dengan kekonduksian terma sehingga 100-200W/(m · k), dan ketumpatan hanya 1.5-2.0g/cm³. Bahan jenis ini dapat merealisasikan anisotropi pengaliran haba dan secara tepat membimbing laluan pemindahan haba melalui orientasi gentian karbon. Walaupun kosnya tinggi pada masa ini, ia mempunyai potensi besar untuk aplikasi dalam medan kereta dan bidang aeroangkasa mewah.
3. Trend reka bentuk dan inovasi teknologi perumahan sinki haba automotif
Untuk mengatasi cabaran penyejukan yang dibawa oleh kecerdasan dan elektrik dalam industri automotif, reka bentuk perumahan sink haba sedang berkembang ke arah yang cekap, bersepadu dan pintar:
1. Reka bentuk bionik meningkatkan kecekapan pelesapan haba
Meniru struktur pelesapan haba dalam alam semula jadi (seperti kulit madu dan kulit kaktus) telah menjadi inspirasi baru untuk reka bentuk. Sebagai contoh, mengoptimumkan laluan aliran udara melalui struktur sirip bionik dapat mengurangkan rintangan angin sambil meningkatkan kawasan pelesapan haba. Kajian telah menunjukkan bahawa berbanding dengan sirip lurus tradisional, kecekapan pelesapan haba sirip serrated bionik dapat ditingkatkan sebanyak 15%-20%, terutama yang sesuai untuk kerang pelesapan haba yang disejukkan udara.
2. Teknologi Integrasi Microchannel
Teknologi pelesapan haba microchannel mencapai pertukaran haba yang cekap dengan memproses pelari skala mikron di dalam shell untuk meningkatkan kawasan hubungan medium penyejukan (air atau minyak). Teknologi ini telah digunakan untuk sistem pengurusan terma bateri kenderaan elektrik. Reka bentuk bersepadu perumahan sink haba dengan kes bateri dapat meningkatkan keseragaman suhu pek bateri sebanyak 30%, dan mengawal perbezaan suhu dalam ± 2 ℃.
3. Pengurusan suhu pintar
Dengan popularisasi teknologi Internet of Things (IoT), perumahan sink haba telah mula mengintegrasikan sensor suhu dan sistem kawalan pintar. Sebagai contoh, suhu dipantau secara real time oleh sensor termokopel terbina dalam atau inframerah, dan kelajuan kipas atau kadar aliran penyejuk diselaraskan secara dinamik untuk mencapai keseimbangan optimum antara kecekapan pelesapan haba dan penggunaan tenaga. Reka bentuk pintar ini amat sesuai untuk model hibrid, dan mod penyejukan boleh dihidupkan secara automatik mengikut beban enjin.
4. Penggunaan Pembuatan Aditif (Percetakan 3D)
Teknologi percetakan 3D memecah melalui batasan teknologi pemprosesan tradisional dan membolehkan reka bentuk pelari dalaman yang kompleks dan struktur berliang. Sebagai contoh, shell pelesapan haba aloi aluminium yang dibuat dengan teknologi pencairan laser selektif (SLM) boleh mencapai saluran penyejukan berbentuk. Berbanding dengan proses penyemperitan tradisional, kecekapan pelesapan haba meningkat lebih daripada 40%, sambil mengurangkan penggunaan bahan sebanyak 20%.
4. Penyelesaian Pengoptimuman Perumahan Haba dan Pengesahan Prestasi
Dalam sistem penyejukan automotif, pengoptimuman perumahan sinki haba memerlukan pertimbangan komprehensif prestasi haba, kekuatan mekanikal dan kawalan kos. Berikut adalah langkah pengoptimuman utama:
1. Analisis simulasi haba: Simulasi medan aliran haba dilakukan melalui alat CAE seperti ANSYS dan FLUENT, dan jarak sirip, ketebalan dan susun atur pelari dioptimumkan untuk memastikan pengagihan suhu seragam. Sebagai contoh, selepas shell penyejukan enjin model kenderaan tertentu dioptimumkan melalui simulasi, suhu maksimum dikurangkan sebanyak 12 ℃ dan ketumpatan aliran haba meningkat sebanyak 25%.
2. Pengesahan Kekuatan Struktur: Gunakan analisis unsur terhingga (FEA) untuk mengesahkan kebolehpercayaan shell di bawah getaran dan beban tekanan untuk mengelakkan retak yang disebabkan oleh resonans atau kepekatan tekanan. Dalam reka bentuk ringan, pengoptimuman topologi diperlukan untuk mengekalkan bahan-bahan di kawasan penangkapan tekanan utama dan melonggarkan kawasan tanpa galas untuk mencapai nisbah kekuatan dan berat yang optimum.
3. Padanan Proses: Pilih teknologi pemprosesan yang sesuai mengikut ciri -ciri material. Sebagai contoh, proses penyemperitan aloi aluminium sesuai untuk pengeluaran besar-besaran kerang pelesapan haba berbentuk biasa, manakala proses mati-casting lebih sesuai untuk struktur rongga kompleks; Untuk keperluan penyesuaian batch kecil, percetakan 3D atau pemprosesan CNC lebih fleksibel.
4. Ujian Prestasi: Sahkan prestasi sebenar shell pelesapan haba melalui ujian terowong angin, ujian kitaran haba, dan lain -lain. Petunjuk utama termasuk rintangan terma (RTH), kuasa pelesapan haba (Q), penurunan voltan (ΔP), dan lain -lain, dan perlu untuk memastikan semua parameter memenuhi standard reka bentuk kenderaan.
Terhadap latar belakang peralihan dari industri automotif ke efisien dan elektrik, perumahan sink haba, sebagai komponen teras sistem penyejukan, meningkatkan prestasinya adalah penting untuk kebolehpercayaan dan kecekapan tenaga seluruh kenderaan. Pada masa akan datang, dengan kemajuan sains bahan dan teknologi pembuatan, shell pelesapan haba dengan kedua -dua kekonduksian terma yang ringan, tinggi dan kecerdasan akan menjadi arus perdana industri. Perusahaan perlu terus memberi perhatian kepada trend teknologi, dan mewujudkan penyelesaian pelesapan haba yang memenuhi keperluan generasi akan datang kereta melalui inovasi material, pengoptimuman reka bentuk dan peningkatan proses, dan memimpin dalam persaingan pasaran yang sengit.
