十堰赛达散热系统有限公司关于重汽王牌中冷器优化方案12.31

1、.n中冷器作用中冷器作用n中冷器的设计标准中冷器的设计标准n影响中冷器性能的的因素影响中冷器性能的的因素n重汽王牌中冷器历史故障分析重汽王牌中冷器历史故障分析n重汽王牌中冷器优化方案重汽王牌中冷器优化方案n中冷器发展趋势及规划中冷器发展趋势及规划 n热系统研讨会热系统研讨会 .一一.中冷器作用中冷器作用1.提高发动机功率 冷却增压后被提高的进气温度，增高单位体积的氧气含量，提高空燃比，使燃料燃烧更充分，从而达到提高发动机功率的目的。据试验统计，在给定的压力下，增压空气温度每下降10，发动机功率提高3%5%，或者在相同的功率下，燃料消耗减少1.5%，课时最高燃烧温度和整个循环的平均温度降低3 。

2、2.提高发动机使用寿命 空气每降低1 ，最高燃烧温度和排气温度可降低23 ；在相同的平均有效压力下，中冷器降低了进气温度55105 ，可有效缓解发动机的热负荷，降低了发动机进气压力，进而缓解了机械负荷。3.有效的降低对环境破坏 采用增压中冷技术提高排放标准，试验证明，进气温度从60 降低达到30 ，标定工况油耗下降1%，氮氧化物排放减少24%，最大扭矩工况下，燃油耗下降3%，氮氧化物排放减少6% 。.二二.中冷器的设计标准中冷器的设计标准 我司的设计标准来自于长期以来与东风商用车的合作而得，而东风商用车与重汽集团的冷却系统都由贝洱集团供应，我司长期与贝洱有着密切的技术沟通，具备得天独厚的优势

3、,因此我司在设计时主要依据贝洱的设计标准进行设计开发。 1.气室在设计时尽量避免采用小角度转角改变气体流向，以减少内阻。 建议采用角度大于90 东风天锦气室形状王牌232气室形状不推荐角度小于或等于90 . 2.芯体设计标准 芯体厚度为38mm系列。此系列来源于东风原国二排放车型。散热管采 用38x6.5管型，波高8.9，内置紊流片，散热带为38mm宽波浪带。 芯体厚度为50mm系列。此系列来源于贝饵国三、国四车型配置。散热 管采用50 x8管型，波高12，内置紊流片，散热带为50mm宽波浪带。 38x6.5芯体图片 50 x8芯体图片 38x6.5散热管，内置紊流片，热交换充分，散热效果好5

4、0 x8散热管，内置紊流片，热交换充分，散热效果好.3.芯体结构避免采用U型结构，多采用平流结构气流呈“U”型流向，缺点气流流通面小，流程长，内阻大；优势热交换更充分。气流呈“一”字型流向，优点气流流通面积大，流程短，内阻小；不足可能存热交换完全。.三三. 影响中冷器性能的的因素影响中冷器性能的的因素1.车前开窗。车前脸的开孔率，理想的开孔率为7080%，轿车与轻卡可适当降低为 60%。 如果把开孔率降低30%，冷却能力相差20%，沸腾空气温差相差10 。2.风扇与护风罩间隙设计不合理，导致风扇吸风效果较差。但实际应用中间隙过小，若护风罩变形会导致扇叶与护风罩刮擦或干涉，因此根据经验一般间隙小

5、于15-20mm之间。见附图13.风扇与散热器太近或太远，风扇会同时产生轴向与径向气流，两个方向的气流发生干扰而是风量减少。如不使用护风罩，风扇与散热器的距离越小越好，如使用护风罩，风扇与散热器的距离较远时，可获得均匀的风量，该距离一般为120230mm。见附图2、3. 东风东风天龙车天龙车 东风天锦车东风天锦车东风天锦的护风圈与扇叶间的距离10mm，能有效的利用风扇提供的全部风力附图1.4.发动机挡风附件按照尽量避开风向通道，避免通过冷却系组的气流回流及分布不均。5.发动机进气管弯曲太多，流道过长，进出气管径过小，等因素会导致中冷器热侧阻力增大，从而降低发动机功率。 6.制造工艺对散热性能的

6、影响，我公司通过以下方法保障性能。 保证管、带焊合率。定期做解剖试验分析，保障焊合效果。如下图 解剖后多处无焊接或焊点不清晰，不合格，解剖后焊点清晰明显，合格. 散热带开窗，增加冷空气散热带接触，从而加快热交换。 采用内置紊流片中冷管，不采用口琴管，并紊流片开窗。散热带不开窗 散热带开窗，加快热交换采用内置紊流片中冷管，增加内部散热面积，提高热交换效果. 保证散热带开窗角度在23-25度之间，这样风阻适中，散热效果最佳通过风洞试验 定期对散热功率进行检验以保证每批产品都满足设计之初的设定功率,确保质量的稳定性 7.我司在多年前通过了TS16949认证，对人、机、料、法、环等因素的改变有着严格变

7、更程序，第一时间报客户批准，后再加之相应的试验验证以确保变更对产品性能不产生影响。.把散热器分成上下两个部分，下部分占总面积的1/4Average air speed in lower area to average speed in upper area从下到上空气的平均速度从下到上空气的平均速度 more homogeneous airflow 气流更加的均匀气流更加的均匀附图2.D = 48mmD = 73mmD = 123mmD = 护风罩的厚度试验描述试验描述n护风罩的厚度因风扇位置的不同而不同 附图3.四四.目前重汽王牌中冷器历史故障分析目前重汽王牌中冷器历史故障分析中冷器的故障模

8、式一般有以下几种： 1. 性能不足，表现为整车在重载情况下爬坡无力，排出浓烟等，这是由于目前发动机进油量与进气量受发动机ECU控制成定比，当中冷性能不足，导致发动机无法达到最大扭矩点。原因如下： 可能是初期设计时性能不满足整车匹配要求， 或是后期制造的问题，很多竞争对手为了保证利润，提高工艺节拍，零件偷工减料，这些都会使中冷器性能下降。比如：由于受到成本压力，多数厂家以劣充优、以假乱真，以劣质散热管和散热带制作芯体，造成性能不达标。如下图： 劣质散热管.2.再就是可靠性方面的故障，最常见故障时散热管或焊接部位开裂，导再就是可靠性方面的故障，最常见故障时散热管或焊接部位开裂，导致漏气，致使性能不

9、足。此种原因大部分是由于提高工艺节拍，采用劣致漏气，致使性能不足。此种原因大部分是由于提高工艺节拍，采用劣质散热管，钎焊不合格，焊接强度未达要求。我司为了保证可靠性，采质散热管，钎焊不合格，焊接强度未达要求。我司为了保证可靠性，采用了以下方法：用了以下方法：解剖后多处无焊接或焊点不清晰，不合格，解剖后焊点清晰明显，合格定期对焊接后芯子进行解剖，对焊接效果进行确认，对焊接效果不达标产品进行返修。.3.中冷器芯体过厚，例如芯厚58mm，65mm等，增大了冷却模块的风阻，致使中冷器性能不足。中冷器的芯厚不是越厚越好，而是我们需要的是散热功率，目前东风商用车和东风贝饵在130马力以下采用芯厚38mm，

10、在130马力以上采用50mm芯厚的中冷器，例如在东风天锦、天龙、大力神系列车型都按此标准匹配。五五. 重汽王牌中冷器优化方案重汽王牌中冷器优化方案通过下表可以看出，型号比较凌乱，建议作优化散热器中冷器配置参数序号发动机散热器中冷器优化方案1锡柴4DW93-849(E3)、云内27PE131705116719目前中冷器和散热器连接较林乱，可以把气室设计为一样2锡柴4DX23-1101318281161953玉柴-YC4D130-201318291161954云内4100QBZL/4102QBZL1319301167195YC4D130-33/4BJ115-33131715116804目前中冷器和

11、散热器连接较林乱，可以把芯高和气室设计为一样6玉柴-YC4E150-201315981164757玉柴-YC4D130-20131826116281.1. 王牌116195&116719等小马力中冷器优化方案 116719116195目前贵司所采用的代表中冷器为116719及116195两款中冷器，芯宽、芯高及芯厚均有差异，零件通用性差，不利于大批量制造。现状.优化后鉴于该两款中冷器结构相似，进出气管口径相同，芯宽差别不大，管口水平差距20mm，故此我司在优化前考虑零件的通用型，可采用统一的左右气室，而芯高差异也为20mm，只要调整在散热器上的安装位置，就能实现中冷器进出气管口相对于散热器中心

12、的坐标不变，经过优化后，取消了散热器与中冷器间链接的焊接支架，节约了成本，减少了冷却模块的重量，安装更便易。而且气管拐角处增加了倒角，降低了中冷器的内阻，对提高性能有益无害。.2.王牌116475&116804等中马力中冷器优化方案 现状目前贵司所采用的代表中冷器为116475及116804两款中冷器，芯宽、芯高及芯厚均相同，气室结构相似，仅中冷器进出气管管径不同，中冷器与散热器链接方式存在差异。.目前116475中冷器状况芯宽：452芯高：550芯厚：58匹配发动机：YC4E150-21东风天锦芯宽：417芯高：520芯厚：38匹配发动机：isbe15030从芯体大小上应该能满足贵司发动机的

13、功率要求，建议采用东风标准3.王牌116475中冷器和东风同马力段中冷器状况对比.优化后优化后 建议对该两款中冷器进行统一，调整散热器上的安装孔位，以保证中冷器进出气管相对于散热器中心的坐标，并更改任意款中冷器的进出气管的管径，修改一款链接管路。而对贵司而言减少了一种中冷器，对于零件便易管理，对我司而言跟适合大规模的生产制造。.目前116281中冷器状况芯宽：452芯高：540芯厚：58匹配发动机：YC4D130-20东风轻卡芯宽：409芯高：518芯厚：38匹配发动机：4BTAA140芯厚较大，对整个冷却系风阻较大，从发动机功率来判断，芯厚过大，必然带来成本高，并增加整车重量，导致油耗上升，

14、建议采用东风标准。4.王牌116281中冷器和东风同马力段中冷器状况对比.5.王牌王牌116475中冷器原设计方案和现在气室设计方案对比中冷器原设计方案和现在气室设计方案对比 116475中冷器原状态 116475修改后状态进出气口采用垂直连接，风阻大，并且外形看到不美观进出气口采用圆弧过渡光滑连接，风阻小，并且外形看到美观. 116281中冷器原状态中冷器原状态 116281中冷器现状态中冷器现状态进出气口采用垂直连接，风阻大，并且外形看到不美观进出气口采用圆弧过渡光滑连接，风阻小，并且外形看到美观6.王牌116281中冷器原设计方案和现在气室设计方案对比.6.王牌王牌131598冷却包原设

15、计方案和现设计方案对比冷却包原设计方案和现设计方案对比原状态现状态.7.王牌王牌130007中冷包装配图中冷包装配图原此处为垂直连接，现改为圆弧光滑连接，减小了风阻，外形光滑美观，并且116475和116804气室可以通用，131826中冷包装配图中冷包装配图 131598中冷包装配图中冷包装配图116804116475116281116281.8.王牌王牌116829中冷包及中冷器原状态和现状态对比中冷包及中冷器原状态和现状态对比原此处为垂直连接，现改为圆弧光滑连接，减小了风阻，外形光滑美观，并且116195和116179气室可以通用。中冷包116195原状态116195现状态.9.王牌王牌

16、131705冷却模块及中冷器原状态和现状态对比冷却模块及中冷器原状态和现状态对比冷却模块116719现状态116719原状态原此处为垂直连接，现改为圆弧光滑连接，减小了风阻，外形光滑美观，并且116195和116719气室可以通用。.整车需求技术应对产品应对20132015201620142017燃油经济性、轻量化、低排放、高压、高温排放法规升级（国三、国四、国五、国六），压力逐步到3.0bar，温度提升至230C 有限元分析与应用（热分析、结构应力、CFD、疲劳寿命分析）间接中冷器两级间冷中冷器 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焊接技术热循环冲击+散热性能验证技术2018新型铝合金材料技术六六. .中冷器发展趋势及规划中冷器发展趋势及规划.OEM：今天召集大家来解决散热器性能不足的问题，请大家发表意见。Rad：我的散热器性能都满足贵公司的要求，我没有问题！CAC：我的性能要求也是满足要求的！Fan：我的风扇也是满足要求的，请看我们的报告。OEM：。那问题出在哪里？结论：热系统解决方案是未来汽车热系统开发最佳途径结论：热系统解决方案是未来汽车热系统开发最佳途径,建议以建议以后以模块化开发后以模块化开发OEMRadCACFan？.发动机冷却模块发动机冷却模块Module Content 模块组成模块组成n Radiator 散热器n CAC 中冷器n Condenser 冷凝器n Expansion tank 膨胀箱n Oil cooler 油冷器n Bug screen防虫网n System parts 系统元件.我司设计我司设计原有设计原有设计差异差异中冷器厚度Charge air cooler (mm)6783-16中冷器散热器