1.1 Jäähdyttimen peruskomponentit
Auton moottorin jäähdytysjärjestelmä on suhteellisen monimutkainen. Sen pääkomponentit ovat jäähdytin, termostaatti, tuulettimen moottori, tuulisuoja ja muut osat. Näistä jäähdytin on moottorin jäähdytysjärjestelmän tärkein osa. Kun auto on käynnissä, moottori tuottaa paljon lämpöä ja säteilee ympäristöön. Jotta moottori toimisi normaalisti, moottorin lämpötilaa on jäähdytettävä. Jäähdyttimen päätehtävä on käyttää kylmää ilmaa moottorin lämmittämän jäähdytysnesteen jäähdyttämiseen. Auton jäähdytin on painava, kevyt ja kompakti. Materiaali koostuu pääasiassa kuparista ja tinasta. Kuparilla on hyvä lämmönjohtavuus ja korroosionkestävyys, mutta kupariresurssien puute ja korkea hinta vaativat jäähdyttimen materiaali- ja suunnittelua parantamista. Uuden suunnittelun tulisi yrittää varmistaa alkuperäinen suorituskyky, vähentää jäähdyttimen painoa, jotta sitä voidaan käyttää pienemmissä autoissa.
1.2 Patterin rakennemuoto
Tällä hetkellä maassani on monenlaisia patterirakenteita, joista pakkokiertoiset vesijäähdytyspatterit jaetaan pääasiassa tasavirta- ja vakiovirtatyyppisiin. Niistä tasavirtatyyppiä käytetään laajemmin kuin vakiovirtatyyppiä. Tasavirtakammion lämmönpoistopinnan suurentamiseksi lämpöä voidaan poistaa tehokkaasti. Lämmönpoistoytimen alkuperäinen pystyjakauma muutetaan usein ylempään ja alempaan jakaumaan. Vakiovirtapatterit on vaikea järjestää joihinkin autoihin, joissa on matala konepelti niiden suuren koon vuoksi, joten DC-patteria käyttävät autot käyttävät yleensä vaakasuuntaisia järjestelyjä. Vasemmalla ja oikealla puolella olevat vesikammiot korvaavat ylä- ja alapuolen vesikammiot, ja jäähdytysneste virtaa vasemmalle ja oikealle, jota kutsutaan vakiovirtapatteriksi. Tämän tyyppisellä jäähdyttimellä on suurempi koko ja suurempi kosketuspinta, joten lämmönpoistovaikutus on parempi ja ilmavirtaus tasaisempi.
1.3 Patteriytimen rakennemuoto
Jäähdyttimen tärkein osa on jäähdyttimen ydin, joka toimii pääasiassa moottorin lämmönpoistona. Patteriydin koostuu ylemmistä ja alemmista päälevyistä, jäähdytyslevyistä, lämpöputkista ja muista osista. Suuren lämmönpoistoalueensa ansiosta se voi vapauttaa moottorin johtaman lämmön ilmakehään. Lisäksi jäähdyttimen ydin on valmistettu erinomaisesta materiaalista, ja se on valmistettu metallista, jossa on kevyt ja ohut materiaali sekä hyvä lämmönjohtavuus. Siksi yleisen jäähdyttimen ytimen massa ja koko ovat pieniä, ja suurempi jäähdyttimen pinta-ala voidaan saavuttaa, ja todellinen lämmönpoistovaikutus paranee huomattavasti. Jäähdyttimen ytimiä on monenlaisia. Markkinoilla yleisimmät ovat putkihihna- ja putkiripapatterin ytimet.
Putkihihnapatterit käyttävät usein monirivisiä pattereita. Verrattuna yksi- ja kaksirivisiin lämpöpattereihin ne voivat tarjota enemmän pinta-alaa lämmönpoistolle ja niillä on hyvä jäähdytysvaikutus. Kotimaani autoteollisuuden jatkuvan kehityksen myötä myös moottoreita vahvistetaan jatkuvasti, ja niiden päästämä lämpö kasvaa vähitellen. Joissakin automaattivaihteistolla varustetuissa moottoreissa on usein tarpeen jäähdyttää moottoriöljyä. Tällä hetkellä tarvitaan öljy-vesivaihdin, joka poistaa tehokkaasti moottorin lämmön. Verrattuna samantyyppiseen autoon, jos autossa on manuaalivaihteisto, on usein tarpeen asentaa vain yksirivinen jäähdytysputki, kun taas joihinkin automaattivaihteistoisiin moottoreihin on usein tarpeen asentaa kaksirivinen jäähdytysputki peruslämmönpoistotarpeiden täyttämiseksi. Putkiripajäähdytin ja putkihihnajäähdytin ovat koostumukseltaan erilaisia. Putkiripapatteri koostuu useista rivoista ja lämpöputkista. Lämpöputki ja jäähdytyslevyn pinta muodostavat lämmönpoistokanavan ilmankiertoa varten. Lämpöä johdetaan usein ulospäin pintakanavan kautta, mikä alentaa tehokkaasti moottorin lämpötilaa. Tämän tyyppinen jäähdytin on usein vahva ja voi välttää tukkeutumisen pölystä ja öljystä, mikä johtaa voimakkaaseen moottorin tärinään. Verrattuna muihin pattereihin, putki-eväjäähdyttimellä on yksinkertainen valmistusprosessi, alhaiset kustannukset ja korkea lämmönpoistokyky, ja sitä käytetään enimmäkseen pienissä linja-autoissa ja autoissa. Muuntyyppisiä lämpöpattereita ei yleensä käytetä laajalti niiden erityisten toimintaprosessien vuoksi.
2. Autojen jäähdyttimien materiaalisuunnittelu
Patterin materiaalia valittaessa on kiinnitettävä huomiota materiaalien valintaan, jolla on vahva korroosionkestävyys ja hyvä lämmönsiirtokyky. Pattereiden valmistusprosessin yksinkertaistamiseksi tulee valita materiaalien työstö- ja muotoiluvaikutelman sekä hitsaussuorituskyvyn kannalta mahdollisimman hyviä ja materiaalivalinnalla tulee olla taloudellista hyötyä. Tällä hetkellä autoteollisuus valitsee jäähdyttimiin pääasiassa kupariseoksia ja kuparimateriaaleja. Yleensä sallitun lujuusalueen sisällä jäähdyttimen kustannusten alentamiseksi ja laadun parantamiseksi jäähdyttimen materiaalin paksuuden on oltava 0,045 mm. Joillakin korkealaatuisilla yrityksillä niiden valmistaman patterin paksuus voidaan säätää 0,025 mm:iin. Muissa jäähdyttimen osissa, kuten vesikammioissa, päälevyissä ja muissa osissa, paksuus voi olla 0,5 - 1,5 mm.
3. Autojen jäähdyttimien kehittäminen
Kun maa lisää resurssien hallintaansa. Pattereissa käytettävien kuparimateriaalien kulutus kasvaa. Siksi tällä hetkellä jäähdyttimen materiaalit on vaihdettava tehokkaasti toisaalta; toisaalta patterimateriaalien käyttöastetta tulisi parantaa resurssien kulutuksen vähentämiseksi. Sopivin materiaali kuparin korvaamiseen jäähdyttimen materiaalina on alumiini. Alumiinin ominaispaino on kevyempi kuin kuparimateriaalien, ja sen lämmönsiirtokyky on paljon suurempi kuin muiden materiaalien, ja alumiinin hinta on alhaisempi. Siksi alumiinipatterien suorituskyky on pohjimmiltaan sama kuin kuparin, tuotantokustannuksia valvotaan myös tehokkaasti ja myös kupariresurssien kulutusta vähennetään tehokkaasti. Joissakin automerkeissä on käytetty alumiinijäähdyttimiä. Patteriteollisuuden jatkuvan kehityksen myötä myös elämässä yleisesti käytettyjä perusmateriaaleja käytetään patterien osina. Yleisin on nylonmateriaalista valmistettu jäähdyttimen vesikammio, jota ei enää hitsata jäähdyttimellä, vaan se voidaan täydentää mekaanisella kokoonpanolla. Tuotantoprosessia on optimoitu merkittävästi. Tällä hetkellä monissa autoissa on käytetty kupari-muovirakennepatterit ja alumiini-muovirakennepatterit. Jotkut kehittyneet maat Euroopassa ja Yhdysvalloissa ovat tehneet syvällistä tutkimusta kaksoisaaltoputkihihnapattereista. Ja lämpöpatteriteollisuudessa sen suorituskyky ja laatu kaikin puolin ovat saaneet hyvää palautetta. Tätä tekniikkaa kehitetään jatkuvasti. Uskon, että se tuodaan markkinoille lähitulevaisuudessa ja autojen patteriteollisuuden tuleva kehitys on parempaa.
IV. Johtopäätös
Elämän vauhdin jatkuvan kiihtymisen myötä autoteollisuutta on kehitetty jatkuvasti helpomman kuljetuksen saamiseksi. Autojen osien syvällinen tutkimus on erittäin tärkeää. Tässä artikkelissa analysoidaan pääasiassa säteilijän peruskoostumusta ja rakennemuotoa sekä ytimen rakenteellista muotoa. Ja yhdistettynä nykyiseen ekologiseen ympäristönsuojeluun ja taloudellisuuteen, jäähdyttimen materiaaleja verrataan. Nykyisessä markkinakehitystilanteessa jäähdyttimen kehityssuuntaa analysoidaan. Toivon, että se voi auttaa autojen jäähdyttimien suunnittelussa ja tulevassa kehittämisessä.
