CN114060139A - 一种能够调节风量的汽车散热器及其制造方法 - Google Patents

一种能够调节风量的汽车散热器及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种能够调节风量的汽车散热器，包括储水部、连接架和散热芯体，储水部包括左水箱和右水箱，连接架和散热芯体均设置在左水箱和右水箱之间，散热芯体包括数根散热芯管，围绕散热芯管外侧设置有散热鳍片，散热芯管与左水箱和右水箱转动连接，优选包括动力单元，散热芯管的一端设置有齿轮座，上下相邻散热芯管的齿轮座啮合连接，在与齿轮座同侧的储水部上设置动力单元与齿轮座啮合连接，本发明提供的汽车散热器的散热芯体能够根据工作环境，调节风量，来调节散热效率，使汽车发动机能够时刻工作在最佳温度，配合使用本发明的高强耐蚀材料以及低成本自钎焊制造工艺，制造的成品强度高，寿命长，散热鳍片与散热芯管的连接更紧密，散热效率更高。

Description

一种能够调节风量的汽车散热器及其制造方法
技术领域
本发明涉及汽车发动机散热领域，具体涉及一种能够调节风量的汽车散热器及其制造方法。
背景技术
汽车发动机工作期间，最高温度可达2500℃，冷却***的功用就是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内。现代轿车常用的都是水冷***，通过冷却液在散热器中的循环流动向流过散热器周围的空气散热而降温回到发动机。因此，冷却液在散热器中循环并散热的散热器主体部分对整个发动机水冷***的冷却效果起关键作用。
汽车发动机冷却***主要部件是散热器芯，散热器芯包括散热水管和散热翅片，散热水管中流淌有冷却液，散热翅片通过与散热水管接触，将冷却液的热量散发出去。一方面，目前市场上的散热器芯多为固定设置，无法调节通过散热器芯的风量，因此无法精准的控制冷却液的温度，而发动机需要维持在一定温度下才能保持稳定输出，温度过高或过低都会导致发动机的工作受到影响。另一方面，市场上的散热器散热水管与散热翅片间隔的设计过于密集，增大了撞风面积，汽车在高速行驶时会产生很大阻力。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种能够调节风量的汽车散热器及其制造方法，该汽车散热器的芯体能够被驱动旋转，通过改变其散热芯管的角度，来改变该汽车散热器的芯体进风量，从而调整该散热器的散热效率，并减小撞风面积，减小了汽车行驶时的阻力，配合优选的高强耐蚀材料结合低成本自钎焊制造工艺可以较好的满足性能和成本要求。
本发明的技术方案如下：
一种能够调节风量的汽车散热器，包括储水部、连接架和散热芯体，所述储水部包括左水箱和右水箱，所述连接架设置在左水箱和右水箱之间，所述散热芯体也设置在左水箱和右水箱之间，所述散热芯体包括数根散热芯管，围绕所述散热芯管外侧设置有散热鳍片，所述散热芯管与左水箱和右水箱转动连接。
优选的，还包括动力单元，所述散热芯管的一端设置有齿轮座，上下相邻所述散热芯管的齿轮座啮合连接，在与齿轮座同侧的储水部上设置有所述动力单元与齿轮座啮合连接，驱动散热芯管转动。优选的，所述动力单元选用步进电机进行驱动。
当汽车发动机刚刚发动时，所述散热芯体全部处于竖直状态，增加撞风面积，减小空气穿过散热芯体的流速，减少热量散失，使发动机的温度快速攀升到最适宜的工作温度。
当汽车处于高速行驶或发动机处于高转速状态时，所述动力单元驱动所有所述散热芯体转动90度，所述散热芯体全部处于平行横置状态，减小撞风面积，增大空气穿过散热芯体的流速，增加热量散发效率，使发动机的温度不会过高，并减小了汽车高行驶速度时受到的空气阻力。
如上所述的一种能够调节风量的汽车散热器，所述散热鳍片包括第一鳍片和第二鳍片，所述第二鳍片垂直于第一鳍片设置，所述第一鳍片的下面紧贴散热芯管设置。
进一步的，所述第一鳍片的两侧设置有至少一条向下凸起的限位导轨，所述散热芯管的外表面在与限位导轨相对的位置设置有限位凹槽，所述限位导轨与限位凹槽的配合，方便了加工使散热鳍片与散热芯管进行定位。
如上所述的一种能够调节风量的汽车散热器，所述散热鳍片采用添加了Zn元素的单层Al合金制成。
如上所述的一种能够调节风量的汽车散热器，所述散热芯管采用添加了2.0-3.0％Si元素的单层Al-Mn合金制成。
一种能够调节风量的汽车散热器的制造方法，具体包括以下步骤：
(1)制带：将鳍片材料进行制带，制成散热鳍片；
(2)制芯：将准备好的散热鳍片套在散热芯管上；
(3)打绑丝：在散热鳍片的限位导轨的外侧绑丝，使用绑丝钳捆扎散热鳍片和散热芯管；
(4)高温脱脂：对散热鳍片和散热芯管进行高温脱脂，脱去表面油脂和杂质；
(5)钎焊：将散热鳍片和散热芯管放入钎焊炉进行自钎焊；
(6)检验：检验所得散热芯体焊缝饱满。
(7)组装：将储水部、连接架、动力单元和散热芯体固定安装；
(8)检验、包装、入库。
如上所述的一种能够调节风量的汽车散热器的制造方法，所述制带步骤中，所述散热鳍片高为7～9mm。
如上所述的一种能够调节风量的汽车散热器的制造方法，所述高温脱脂步骤中，高温脱脂温度为170-250℃，脱脂链速为1300-1700mm/min。
如上所述的一种能够调节风量的汽车散热器的制造方法，所述钎焊步骤中，钎焊温度为600-630℃，钎焊链速为1100-1500mm/min，钎焊炉升温速度为60--100℃/h，炉体氮气流量为30-50m3/h。
本发明相对于现有技术所取得的有益效果在于：
1)本发明提供的汽车散热器，具有翻转调整功能，并且在制造中散热芯管和散热鳍片在钎焊温度下材料直接自身部分熔化实现钎焊，易获得高质量的钎焊焊缝，提高散热器散热效果，延长寿命。
2)本发明提供的汽车散热器，散热芯管和散热鳍片之间的电位关系简单明确，为防止腐蚀的发生，散热鳍片采用添加Zn元素的铝合金，降低散热鳍片电位，使散热鳍片材料腐蚀电位负于散热芯管的腐蚀电位，这样使散热鳍片和散热芯管表面与散热芯管芯材相比呈阳极，可以有效对管材实施阴极保护。
3)本发明提供的汽车散热器，散热芯体能够翻转调整的设计，使汽车发动机不同的工况时都具有最优的工作温度，增加了发动机的性能和使用寿命，且散热芯体处于平行横置状态时能够减小车辆所受的空气阻力，提高汽车在高速行驶时的性能。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
在附图中：
图1为实施例1中所述汽车散热器处于发动机刚启动状态结构示意图；
图2为实施例1中所述汽车散热器处于汽车高速行驶状态结构示意图；
图3为实施例1中所述散热芯体剖视图；
图4为实施例1中所述散热芯管与散热鳍片焊接示意图；
图5为实施例1中所述散热芯体结构示意图；
图6为实施例1中所述汽车散热器制造方法步骤图；
其中，附图标记分别表示：
1、储水部，11、左水箱，12、右水箱，2、连接架，3、动力单元，4、散热芯体，41、散热芯管，411、限位凹槽，42、散热鳍片，421、第一鳍片，422、第二鳍片，423、限位导轨，43、齿轮座。
具体实施方式
下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。
本发明中提及的方位“前后”、“左右”等，仅用来表达相对的位置关系，而不受实际应用中任何具体方向参照的约束。
具体实施方式：
参见图1-图5，一种能够调节风量的汽车散热器，包括储水部1、连接架2和散热芯体4，所述储水部1包括左水箱11和右水箱12，所述连接架2设置在左水箱11和右水箱12之间，所述散热芯体4也设置在左水箱11和右水箱12之间，所述散热芯体4包括数根散热芯管41，围绕所述散热芯管41外侧设置有散热鳍片42，为了实现翻转调整功能，所述散热芯管41与左水箱11和右水箱12转动连接。
优选的，所述散热芯管41的一端设置有齿轮座43，上下相邻所述散热芯管41的齿轮座43啮合连接，在与齿轮座43同侧的储水部1上设置动力单元3与齿轮座43啮合连接，驱动散热芯管41转动。优选的，所述动力单元3选用步进电机进行驱动。
参见图1，当汽车发动机刚刚发动时，所述散热芯体4全部处于竖直状态，增加撞风面积，减小空气穿过散热芯体4的流速，减少热量散失，使发动机的温度快速攀升到最适宜的工作温度。
参见图2，当汽车处于高速行驶或发动机处于高转速状态时，所述动力单元3驱动所有所述散热芯体4转动90度，所述散热芯体4全部处于平行横置状态，减小撞风面积，增大空气穿过散热芯体4的流速，增加热量散发效率，使发动机的温度不会过高，并减小了汽车高行驶速度时受到的空气阻力。
参见图4，所述散热鳍片42包括第一鳍片421和第二鳍片422，所述第二鳍片422垂直于第一鳍片421设置，所述第一鳍片421的下面紧贴散热芯管41设置。
进一步的，所述第一鳍片421的两侧设置有至少一条向下凸起的限位导轨423，所述散热芯管41的外表面在与限位导轨423相对的位置设置有限位凹槽411，所述限位导轨423与限位凹槽411的配合，方便了加工使散热鳍片42与散热芯管41进行定位。
在本实施例中，所述散热鳍片42采用的铝合金成分由以下质量百分比组分组成：Fe：0.2～0.4％、Mn：1.25～1.45％、Zn：1.4～1.6％、Cu：0.3～0.4％、Ti：0.01～0.02％、RE：0.03～0.07％、Zr：0.03～0.07％，其余为Al。
在本实施例中，所述散热芯管41采用的铝合金成分由以下质量百分比组分组成：Fe：0.2～0.4％、Si：2.1～2.3％、Mn：1.25～1.45％、Cu：0.3～0.4％、Ti：0.01～0.02％、RE：0.03～0.07％、Zr：0.03～0.07％，其余为Al。
参见图5，一种能够调节风量的汽车散热器的制造方法，具体包括以下步骤：
(1)制带：将鳍片材料进行制带，制成散热鳍片42；
(2)制芯：将准备好的散热鳍片42套在散热芯管41上；
(3)打绑丝：在散热鳍片42的限位导轨423的外侧绑丝，使用绑丝钳捆扎散热鳍片42和散热芯管41；
(4)高温脱脂：对散热鳍片42和散热芯管41进行高温脱脂，脱去表面油脂和杂质；
(5)钎焊：将散热鳍片42和散热芯管41放入钎焊炉进行自钎焊；
(6)检验：检验所得散热芯体4焊缝饱满。
(7)组装：将储水部1、连接架2、动力单元3和散热芯体4固定安装；
(8)包装、入库。
在本实施例中，所述制带步骤中，所述散热鳍片42高为7～9mm。
在本实施例中，所述高温脱脂步骤中，高温脱脂温度为170-250℃，脱脂链速为1300-1700mm/min。
在本实施例中，所述钎焊步骤中，钎焊温度为600-630℃，钎焊链速为1100-1500mm/min，钎焊炉升温速度为60--100℃/h，炉体氮气流量为30-50m3/h。
根据具体实施方式制备如下材料实例：
实施例1
在本实施例中，所述散热鳍片42采用的铝合金成分由以下质量百分比组分组成：Fe：0.3％、Mn：1.35％、Zn：1.5％、Cu：0.35％、Ti：0.015％、RE：0.04％、Zr：0.04％，其余为Al。
在本实施例中，所述散热芯管41采用的铝合金成分由以下质量百分比组分组成：Fe：0.3％、Si：2.2％、Mn：1.25％、Cu：0.34％、Ti：0.019％、RE：0.06％、Zr：0.05％，其余为Al。
实施例2
在本实施例中，所述散热鳍片42采用的铝合金成分由以下质量百分比组分组成：Fe：0.2％、Mn：1.45％、Zn：1.4％、Cu：0.4％、Ti：0.01％、RE：0.07％、Zr：0.03％，其余为Al。
在本实施例中，所述散热芯管41采用的铝合金成分由以下质量百分比组分组成：Fe：0.4％、Si：2.1％、Mn：1.45％、Cu：0.3％、Ti：0.02％、RE：0.03％、Zr：0.07％，其余为Al。
实施例3
在本实施例中，所述散热鳍片42采用的铝合金成分由以下质量百分比组分组成：Fe：0.25％、Mn：1.39％、Zn：1.56％、Cu：0.37％、Ti：0.014％、RE：0.05％、Zr：0.05％，其余为Al。
在本实施例中，所述散热芯管41采用的铝合金成分由以下质量百分比组分组成：Fe：0.36％、Si：2.2％、Mn：1.44％、Cu：0.039％、Ti：0.019％、RE：0.06％、Zr：0.06％，其余为Al。
利用上述材料所实施的散热器制造方法验证，具体为：
(1)制带：将鳍片材料进行制带，制成散热鳍片42，所述散热鳍片42高为8mm；
(2)制芯：将准备好的散热鳍片42套在散热芯管41上，所述限位导轨423与凹槽一一对应；
(3)打绑丝：在散热鳍片42的限位导轨423的外侧绑丝，使用绑丝钳捆扎散热鳍片42和散热芯管41；
(4)高温脱脂：对散热鳍片42和散热芯管41进行高温脱脂，脱去表面油脂和杂质，高温脱脂温度为220℃，脱脂链速为1500mm/min；
(5)钎焊：将散热鳍片42和散热芯管41放入钎焊炉进行自钎焊，钎焊温度为620℃，钎焊链速为1300mm/min，钎焊炉升温速度为50℃/h，炉体氮气流量为40m3/h。
(6)检验：检验所得散热芯体4焊缝饱满。焊合率高，表面无磕碰、倒伏、压伤、焊接牢固、可靠，无虚焊、溶蚀等缺陷；
(7)组装：将储水部1、连接架2、动力单元3和散热芯体4固定安装；
(8)包装、入库：对组装好的散热器进行包装、入库。
优选的，所述散热芯体4的散热芯管41和散热鳍片42采用自钎焊管材，在钎焊温度下材料直接自身部分熔化实现钎焊，就不存在界面润滑、焊接不良等问题，易获得高质量的钎焊焊缝，提高散热器散热效果，延长寿命。
所述散热芯管41和散热鳍片42之间的电位关系简单明确。为防止腐蚀的发生，散热鳍片42采用添加Zn元素的铝合金，降低散热鳍片42电位，使散热鳍片42材料腐蚀电位负于散热芯管41合金的腐蚀电位，这样使散热鳍片42和散热芯管41表面与散热芯管41芯材相比呈阳极，可以有效对散热芯管41实施阴极保护。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (9)

1.一种能够调节风量的汽车散热器，其特征在于，包括储水部、连接架、动力单元和散热芯体，所述储水部包括左水箱和右水箱，所述连接架设置在左水箱和右水箱之间，所述散热芯体也设置在左水箱和右水箱之间，所述散热芯体包括数根散热芯管，围绕所述散热芯管外侧设置有散热鳍片，所述散热芯管与左水箱和右水箱转动连接，所述散热芯管的一端设置有齿轮座，上下相邻所述散热芯管的齿轮座啮合连接，在与齿轮座同侧的储水部上设置有动力单元与齿轮座啮合连接，驱动散热芯管转动。
2.根据权利要求1所述的一种能够调节风量的汽车散热器，其特征在于，所述散热鳍片包括第一鳍片和第二鳍片，所述第二鳍片垂直于第一鳍片设置，所述第一鳍片的下面紧贴散热芯管设置。
3.根据权利要求2所述的一种能够调节风量的汽车散热器，其特征在于，所述第一鳍片的两侧设置有至少一条向下凸起的限位导轨，所述散热芯管的外表面在与限位导轨相对的位置设置有限位凹槽。
4.根据权利要求1所述的一种能够调节风量的汽车散热器，其特征在于，所述散热鳍片采用添加了Zn元素的单层Al合金制成。
5.根据权利要求1所述的一种能够调节风量的汽车散热器，其特征在于，所述散热芯管采用添加了2.0-3.0％Si元素的单层Al-Mn合金制成。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种能够调节风量的汽车散热器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制带：将鳍片材料进行制带，制成散热鳍片；
(2)制芯：将准备好的散热鳍片套在散热芯管上；
(3)打绑丝：在散热鳍片的限位导轨的外侧绑丝，使用绑丝钳捆扎散热鳍片和散热芯管；
(4)高温脱脂：对散热鳍片和散热芯管进行高温脱脂，脱去表面油脂和杂质；
(5)钎焊：将散热鳍片和散热芯管放入钎焊炉进行自钎焊；
(6)检验：检验所得散热芯体焊缝饱满。
(7)组装：将储水部、连接架、动力单元和散热芯体固定安装
(8)检验、包装、入库。
7.根据权利要求6所述的一种能够调节风量的汽车散热器的制造方法，其特征在于，所述制带步骤中，所述散热鳍片高为7～9mm。
8.根据权利要求6所述的一种能够调节风量的汽车散热器的制造方法，其特征在于，所述高温脱脂步骤中，高温脱脂温度为170-250℃，脱脂链速为1300-1700mm/min。
9.根据权利要求6所述的一种能够调节风量的汽车散热器的制造方法，其特征在于，所述钎焊步骤中，钎焊温度为600-630℃，钎焊链速为1100-1500mm/min，钎焊炉升温速度为60--100℃/h，炉体氮气流量为30-50m3/h。
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