十堰賽達散熱系統(tǒng)有限公司關(guān)于重汽王牌中冷器優(yōu)化方案12.31

1、.n中冷器作用中冷器作用n中冷器的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中冷器的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)n影響中冷器性能的的因素影響中冷器性能的的因素n重汽王牌中冷器歷史故障分析重汽王牌中冷器歷史故障分析n重汽王牌中冷器優(yōu)化方案重汽王牌中冷器優(yōu)化方案n中冷器發(fā)展趨勢及規(guī)劃中冷器發(fā)展趨勢及規(guī)劃 n熱系統(tǒng)研討會熱系統(tǒng)研討會 .一一.中冷器作用中冷器作用1.提高發(fā)動機功率 冷卻增壓后被提高的進氣溫度，增高單位體積的氧氣含量，提高空燃比，使燃料燃燒更充分，從而達到提高發(fā)動機功率的目的。據(jù)試驗統(tǒng)計，在給定的壓力下，增壓空氣溫度每下降10，發(fā)動機功率提高3%5%，或者在相同的功率下，燃料消耗減少1.5%，課時最高燃燒溫度和整個循環(huán)的平均溫度降低3 。

2、2.提高發(fā)動機使用壽命 空氣每降低1 ，最高燃燒溫度和排氣溫度可降低23 ；在相同的平均有效壓力下，中冷器降低了進氣溫度55105 ，可有效緩解發(fā)動機的熱負荷，降低了發(fā)動機進氣壓力，進而緩解了機械負荷。3.有效的降低對環(huán)境破壞 采用增壓中冷技術(shù)提高排放標(biāo)準(zhǔn)，試驗證明，進氣溫度從60 降低達到30 ，標(biāo)定工況油耗下降1%，氮氧化物排放減少24%，最大扭矩工況下，燃油耗下降3%，氮氧化物排放減少6% 。.二二.中冷器的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中冷器的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 我司的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來自于長期以來與東風(fēng)商用車的合作而得，而東風(fēng)商用車與重汽集團的冷卻系統(tǒng)都由貝洱集團供應(yīng)，我司長期與貝洱有著密切的技術(shù)溝通，具備得天獨厚的優(yōu)勢

3、,因此我司在設(shè)計時主要依據(jù)貝洱的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計開發(fā)。 1.氣室在設(shè)計時盡量避免采用小角度轉(zhuǎn)角改變氣體流向，以減少內(nèi)阻。 建議采用角度大于90 東風(fēng)天錦氣室形狀王牌232氣室形狀不推薦角度小于或等于90 . 2.芯體設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 芯體厚度為38mm系列。此系列來源于東風(fēng)原國二排放車型。散熱管采 用38x6.5管型，波高8.9，內(nèi)置紊流片，散熱帶為38mm寬波浪帶。 芯體厚度為50mm系列。此系列來源于貝餌國三、國四車型配置。散熱 管采用50 x8管型，波高12，內(nèi)置紊流片，散熱帶為50mm寬波浪帶。 38x6.5芯體圖片 50 x8芯體圖片 38x6.5散熱管，內(nèi)置紊流片，熱交換充分，散熱效果好5

4、0 x8散熱管，內(nèi)置紊流片，熱交換充分，散熱效果好.3.芯體結(jié)構(gòu)避免采用U型結(jié)構(gòu)，多采用平流結(jié)構(gòu)氣流呈“U”型流向，缺點氣流流通面小，流程長，內(nèi)阻大；優(yōu)勢熱交換更充分。氣流呈“一”字型流向，優(yōu)點氣流流通面積大，流程短，內(nèi)阻??；不足可能存熱交換完全。.三三. 影響中冷器性能的的因素影響中冷器性能的的因素1.車前開窗。車前臉的開孔率，理想的開孔率為7080%，轎車與輕卡可適當(dāng)降低為 60%。 如果把開孔率降低30%，冷卻能力相差20%，沸騰空氣溫差相差10 。2.風(fēng)扇與護風(fēng)罩間隙設(shè)計不合理，導(dǎo)致風(fēng)扇吸風(fēng)效果較差。但實際應(yīng)用中間隙過小，若護風(fēng)罩變形會導(dǎo)致扇葉與護風(fēng)罩刮擦或干涉，因此根據(jù)經(jīng)驗一般間隙小

5、于15-20mm之間。見附圖13.風(fēng)扇與散熱器太近或太遠，風(fēng)扇會同時產(chǎn)生軸向與徑向氣流，兩個方向的氣流發(fā)生干擾而是風(fēng)量減少。如不使用護風(fēng)罩，風(fēng)扇與散熱器的距離越小越好，如使用護風(fēng)罩，風(fēng)扇與散熱器的距離較遠時，可獲得均勻的風(fēng)量，該距離一般為120230mm。見附圖2、3. 東風(fēng)東風(fēng)天龍車天龍車 東風(fēng)天錦車東風(fēng)天錦車東風(fēng)天錦的護風(fēng)圈與扇葉間的距離10mm，能有效的利用風(fēng)扇提供的全部風(fēng)力附圖1.4.發(fā)動機擋風(fēng)附件按照盡量避開風(fēng)向通道，避免通過冷卻系組的氣流回流及分布不均。5.發(fā)動機進氣管彎曲太多，流道過長，進出氣管徑過小，等因素會導(dǎo)致中冷器熱側(cè)阻力增大，從而降低發(fā)動機功率。 6.制造工藝對散熱性能的

6、影響，我公司通過以下方法保障性能。 保證管、帶焊合率。定期做解剖試驗分析，保障焊合效果。如下圖 解剖后多處無焊接或焊點不清晰，不合格，解剖后焊點清晰明顯，合格. 散熱帶開窗，增加冷空氣散熱帶接觸，從而加快熱交換。 采用內(nèi)置紊流片中冷管，不采用口琴管，并紊流片開窗。散熱帶不開窗 散熱帶開窗，加快熱交換采用內(nèi)置紊流片中冷管，增加內(nèi)部散熱面積，提高熱交換效果. 保證散熱帶開窗角度在23-25度之間，這樣風(fēng)阻適中，散熱效果最佳通過風(fēng)洞試驗 定期對散熱功率進行檢驗以保證每批產(chǎn)品都滿足設(shè)計之初的設(shè)定功率,確保質(zhì)量的穩(wěn)定性 7.我司在多年前通過了TS16949認證，對人、機、料、法、環(huán)等因素的改變有著嚴(yán)格變

7、更程序，第一時間報客戶批準(zhǔn)，后再加之相應(yīng)的試驗驗證以確保變更對產(chǎn)品性能不產(chǎn)生影響。.把散熱器分成上下兩個部分，下部分占總面積的1/4Average air speed in lower area to average speed in upper area從下到上空氣的平均速度從下到上空氣的平均速度 more homogeneous airflow 氣流更加的均勻氣流更加的均勻附圖2.D = 48mmD = 73mmD = 123mmD = 護風(fēng)罩的厚度試驗描述試驗描述n護風(fēng)罩的厚度因風(fēng)扇位置的不同而不同 附圖3.四四.目前重汽王牌中冷器歷史故障分析目前重汽王牌中冷器歷史故障分析中冷器的故障模

8、式一般有以下幾種： 1. 性能不足，表現(xiàn)為整車在重載情況下爬坡無力，排出濃煙等，這是由于目前發(fā)動機進油量與進氣量受發(fā)動機ECU控制成定比，當(dāng)中冷性能不足，導(dǎo)致發(fā)動機無法達到最大扭矩點。原因如下： 可能是初期設(shè)計時性能不滿足整車匹配要求， 或是后期制造的問題，很多競爭對手為了保證利潤，提高工藝節(jié)拍，零件偷工減料，這些都會使中冷器性能下降。比如：由于受到成本壓力，多數(shù)廠家以劣充優(yōu)、以假亂真，以劣質(zhì)散熱管和散熱帶制作芯體，造成性能不達標(biāo)。如下圖： 劣質(zhì)散熱管.2.再就是可靠性方面的故障，最常見故障時散熱管或焊接部位開裂，導(dǎo)再就是可靠性方面的故障，最常見故障時散熱管或焊接部位開裂，導(dǎo)致漏氣，致使性能不

9、足。此種原因大部分是由于提高工藝節(jié)拍，采用劣致漏氣，致使性能不足。此種原因大部分是由于提高工藝節(jié)拍，采用劣質(zhì)散熱管，釬焊不合格，焊接強度未達要求。我司為了保證可靠性，采質(zhì)散熱管，釬焊不合格，焊接強度未達要求。我司為了保證可靠性，采用了以下方法：用了以下方法：解剖后多處無焊接或焊點不清晰，不合格，解剖后焊點清晰明顯，合格定期對焊接后芯子進行解剖，對焊接效果進行確認，對焊接效果不達標(biāo)產(chǎn)品進行返修。.3.中冷器芯體過厚，例如芯厚58mm，65mm等，增大了冷卻模塊的風(fēng)阻，致使中冷器性能不足。中冷器的芯厚不是越厚越好，而是我們需要的是散熱功率，目前東風(fēng)商用車和東風(fēng)貝餌在130馬力以下采用芯厚38mm，

10、在130馬力以上采用50mm芯厚的中冷器，例如在東風(fēng)天錦、天龍、大力神系列車型都按此標(biāo)準(zhǔn)匹配。五五. 重汽王牌中冷器優(yōu)化方案重汽王牌中冷器優(yōu)化方案通過下表可以看出，型號比較凌亂，建議作優(yōu)化散熱器中冷器配置參數(shù)序號發(fā)動機散熱器中冷器優(yōu)化方案1錫柴4DW93-849(E3)、云內(nèi)27PE131705116719目前中冷器和散熱器連接較林亂，可以把氣室設(shè)計為一樣2錫柴4DX23-1101318281161953玉柴-YC4D130-201318291161954云內(nèi)4100QBZL/4102QBZL1319301167195YC4D130-33/4BJ115-33131715116804目前中冷器和

11、散熱器連接較林亂，可以把芯高和氣室設(shè)計為一樣6玉柴-YC4E150-201315981164757玉柴-YC4D130-20131826116281.1. 王牌116195&116719等小馬力中冷器優(yōu)化方案 116719116195目前貴司所采用的代表中冷器為116719及116195兩款中冷器，芯寬、芯高及芯厚均有差異，零件通用性差，不利于大批量制造?，F(xiàn)狀.優(yōu)化后鑒于該兩款中冷器結(jié)構(gòu)相似，進出氣管口徑相同，芯寬差別不大，管口水平差距20mm，故此我司在優(yōu)化前考慮零件的通用型，可采用統(tǒng)一的左右氣室，而芯高差異也為20mm，只要調(diào)整在散熱器上的安裝位置，就能實現(xiàn)中冷器進出氣管口相對于散熱器中心

12、的坐標(biāo)不變，經(jīng)過優(yōu)化后，取消了散熱器與中冷器間鏈接的焊接支架，節(jié)約了成本，減少了冷卻模塊的重量，安裝更便易。而且氣管拐角處增加了倒角，降低了中冷器的內(nèi)阻，對提高性能有益無害。.2.王牌116475&116804等中馬力中冷器優(yōu)化方案 現(xiàn)狀目前貴司所采用的代表中冷器為116475及116804兩款中冷器，芯寬、芯高及芯厚均相同，氣室結(jié)構(gòu)相似，僅中冷器進出氣管管徑不同，中冷器與散熱器鏈接方式存在差異。.目前116475中冷器狀況芯寬：452芯高：550芯厚：58匹配發(fā)動機：YC4E150-21東風(fēng)天錦芯寬：417芯高：520芯厚：38匹配發(fā)動機：isbe15030從芯體大小上應(yīng)該能滿足貴司發(fā)動機的

13、功率要求，建議采用東風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)3.王牌116475中冷器和東風(fēng)同馬力段中冷器狀況對比.優(yōu)化后優(yōu)化后 建議對該兩款中冷器進行統(tǒng)一，調(diào)整散熱器上的安裝孔位，以保證中冷器進出氣管相對于散熱器中心的坐標(biāo)，并更改任意款中冷器的進出氣管的管徑，修改一款鏈接管路。而對貴司而言減少了一種中冷器，對于零件便易管理，對我司而言跟適合大規(guī)模的生產(chǎn)制造。.目前116281中冷器狀況芯寬：452芯高：540芯厚：58匹配發(fā)動機：YC4D130-20東風(fēng)輕卡芯寬：409芯高：518芯厚：38匹配發(fā)動機：4BTAA140芯厚較大，對整個冷卻系風(fēng)阻較大，從發(fā)動機功率來判斷，芯厚過大，必然帶來成本高，并增加整車重量，導(dǎo)致油耗上升，

14、建議采用東風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)。4.王牌116281中冷器和東風(fēng)同馬力段中冷器狀況對比.5.王牌王牌116475中冷器原設(shè)計方案和現(xiàn)在氣室設(shè)計方案對比中冷器原設(shè)計方案和現(xiàn)在氣室設(shè)計方案對比 116475中冷器原狀態(tài) 116475修改后狀態(tài)進出氣口采用垂直連接，風(fēng)阻大，并且外形看到不美觀進出氣口采用圓弧過渡光滑連接，風(fēng)阻小，并且外形看到美觀. 116281中冷器原狀態(tài)中冷器原狀態(tài) 116281中冷器現(xiàn)狀態(tài)中冷器現(xiàn)狀態(tài)進出氣口采用垂直連接，風(fēng)阻大，并且外形看到不美觀進出氣口采用圓弧過渡光滑連接，風(fēng)阻小，并且外形看到美觀6.王牌116281中冷器原設(shè)計方案和現(xiàn)在氣室設(shè)計方案對比.6.王牌王牌131598冷卻包原設(shè)

15、計方案和現(xiàn)設(shè)計方案對比冷卻包原設(shè)計方案和現(xiàn)設(shè)計方案對比原狀態(tài)現(xiàn)狀態(tài).7.王牌王牌130007中冷包裝配圖中冷包裝配圖原此處為垂直連接，現(xiàn)改為圓弧光滑連接，減小了風(fēng)阻，外形光滑美觀，并且116475和116804氣室可以通用，131826中冷包裝配圖中冷包裝配圖 131598中冷包裝配圖中冷包裝配圖116804116475116281116281.8.王牌王牌116829中冷包及中冷器原狀態(tài)和現(xiàn)狀態(tài)對比中冷包及中冷器原狀態(tài)和現(xiàn)狀態(tài)對比原此處為垂直連接，現(xiàn)改為圓弧光滑連接，減小了風(fēng)阻，外形光滑美觀，并且116195和116179氣室可以通用。中冷包116195原狀態(tài)116195現(xiàn)狀態(tài).9.王牌王牌

16、131705冷卻模塊及中冷器原狀態(tài)和現(xiàn)狀態(tài)對比冷卻模塊及中冷器原狀態(tài)和現(xiàn)狀態(tài)對比冷卻模塊116719現(xiàn)狀態(tài)116719原狀態(tài)原此處為垂直連接，現(xiàn)改為圓弧光滑連接，減小了風(fēng)阻，外形光滑美觀，并且116195和116719氣室可以通用。.整車需求技術(shù)應(yīng)對產(chǎn)品應(yīng)對20132015201620142017燃油經(jīng)濟性、輕量化、低排放、高壓、高溫排放法規(guī)升級（國三、國四、國五、國六），壓力逐步到3.0bar，溫度提升至230C 有限元分析與應(yīng)用（熱分析、結(jié)構(gòu)應(yīng)力、CFD、疲勞壽命分析）間接中冷器兩級間冷中冷器 HT radiatorHT coolant circuitexhaust gascharge a

17、irLT coolant circuitcooling airLT radiatotEGRC CAC CACDPFCooling moduleEGR coolerlow pressure iCAChigh pressure iCAC高效直接中冷器S-flux3焊接技術(shù)熱循環(huán)沖擊+散熱性能驗證技術(shù)2018新型鋁合金材料技術(shù)六六. .中冷器發(fā)展趨勢及規(guī)劃中冷器發(fā)展趨勢及規(guī)劃.OEM：今天召集大家來解決散熱器性能不足的問題，請大家發(fā)表意見。Rad：我的散熱器性能都滿足貴公司的要求，我沒有問題！CAC：我的性能要求也是滿足要求的！Fan：我的風(fēng)扇也是滿足要求的，請看我們的報告。OEM：。那問題出在哪里？結(jié)論：熱系統(tǒng)解決方案是未來汽車熱系統(tǒng)開發(fā)最佳途徑結(jié)論：熱系統(tǒng)解決方案是未來汽車熱系統(tǒng)開發(fā)最佳途徑,建議以建議以后以模塊化開發(fā)后以模塊化開發(fā)OEMRadCACFan？.發(fā)動機冷卻模塊發(fā)動機冷卻模塊Module Content 模塊組成模塊組成n Radiator 散熱器n CAC 中冷器n Condenser 冷凝器n Expansion tank 膨脹箱n Oil cooler 油冷器n Bug screen防蟲網(wǎng)n System parts 系統(tǒng)元件.我司設(shè)計我司設(shè)計原有設(shè)計原有設(shè)計差異差異中冷器厚度Charge air cooler (mm)6783-16中冷器散熱器