@打工人,来杯咖啡吗?和热管理系统一样,温度恰到好处的那种!

国际金属加工网 2020年11月03日

协调的热管理能力对汽车能源效率至关重要,它们能让发动机或者电池持续工作在最佳温度下,从而具有最高的效率、最低能耗与排放。热管理系统包括了电子水泵、电控节温器、冷却风扇等。

 主动进气格栅

进气格栅的主要作用是吸入空气,辅助发动机燃烧,因此在燃油车上都有形态各异的大嘴。现在市面上有些车搭载了主动式进气格栅,它通过调整开闭角度来控制进气量。这有什么目的呢?

首先,在冷车启动时,发动机需要尽快进入最佳工况温度,而张开大嘴让冷风一直吹,对发动机升温是不利的,因此这个时候关闭进气格栅,能够加快发动机热机的效率,同时车内空调的暖风也能更早到来。

其次,发动机在高速巡航工况下,发动机转速较低且稳定,发热不高,并不需要那么多空气冷却,这时候关闭进气格栅,迫使迎面而来的气流顺着车头和底盘流过,降低风阻,提高燃油经济性。

最后,当发动机温度过高时,进气格栅会自动打开,快速降温。那什么时候发动机温度会升高呢?比如车辆长时间行驶在土路和泥泞路段,散热器粘附脏物,散热能力不足,冷却液温度过高;节温器不能正常工作,进出水管温度差较大;夏天天气炎热,汽车长时间高温下行驶,水箱“开锅”等等。

主动式进气格栅卷帘机构应用Xiros自润滑塑料滚珠轴承,它完美满足了客户的多项需要:尽可能低的摩擦系数,耐脏污,材料耐高温也要耐低温,重量尽可能轻。同时,对于纵向百叶,我们还有滑动轴承iglidur J作为低摩擦系数和低成本的方案。

电子水泵

冷却液不仅起冷却作用,还可以防止腐蚀、结霜。冷却水泵,控制器和阀门将冷却液分配到车辆中,并根据需要进行控制。传统的机械式水泵跟随发动机的运转而进入工作状态,载荷大、速度高,无法精确控制冷却温度,容易造成较大的能源消耗。而电子水泵可以自动地控制发动机的温度,随着汽车电子化、智能化升级,电子水泵会逐步取代传统机械式的水泵。

在电子水泵中,轴承需要有哪些特性?

1. 轴与轴承之间的间隙:轴承材料的吸水率越低越好,另外,还需要计算轴与轴承的间隙防止卡滞。

2.耐温能力:速度超过1~2m/s时,温度会达到150℃,iglidur® H370耐温可以达到200℃,是最常用的材料之一。

3. 启动时的耐受能力:启动时没有冷却液,轴承处于干磨状态。Iglidur可以满足这种短暂的高温高速工况。

4. 化学抗性:助粘剂附着在纤维表面,保证基料与纤维的稳固粘接,对材料的机械强度和化学抗性起决定性作用。iglidur® H370也是因此得以在水泵中应用。

5. 经济性:人们通常会使用陶瓷或者石墨轴承,其成本相对较高。在类似工况里,客户是否选择iglidur轴承,价格成本并不起决定性因素。但如果iglidur既能满足性能,价格成本又能降低,没有人会拒绝尝试改变。

6.注塑工艺允许设计上更加自由:无论是石墨还是陶瓷轴承,还是iglidur 370材料的轴承,当标准的结构无法满足越来越高的工况要求时,都需考虑增加轴承结构的流体动力学特征,比如我们可在轴承的内壁或者法兰上开槽。因为采取的是注塑工艺,iglidur H370轴承的结构设计更加灵活自由。

 

节温器

汽车的节温器是控制发动机冷却液流向的阀门。发动机的温度既不能过高也不能过低,节温器可以根据冷却液温度的高低自动调节进入散热器的水量,将冷却液保持在最佳工作温度,对发动机的使用寿命和效率起着重要的作用。

车辆刚启动时,水温比较低,节温器自动关闭通向散热器的通路、开启通向水泵的通路,冷却液小循环,这样可以加快热机速度,让发动机尽快进入最佳工作温度。随着水温升高,节温器调节开度,使一部分水进入散热器,水温升高变得缓慢。这时候大、小循环同时存在。当水温超过最佳工作温度,节温器彻底打开,这时冷却液经由散热器和节温器阀,再经水泵流回发动机,进行整体的大循环,从而尽量保证发动机里的防冻液温度维持在最佳温度。

如果节温器损坏,阀门就会一直处于关闭或者打开的状态,那么发动机会一直处于高温或者低温的状态。若发动机过热,就会导致充气效率降低,发动机功率下降,使早燃、爆燃倾向加大,过早损坏零部,恶化运动件之间的润滑,加剧其磨损。当温度过低时,可燃混合气点燃困难或者燃烧迟缓,造成发动机功率下降;机油粘度增大,运动机件之间的阻力增大。温度过高或过低都将严重损害发动机的使用寿命。

传统的节温器采用石蜡受热后由固态转变为液态体积膨胀的原理将阀门打开,目前有一种被普遍称作电子节温器的产品,它是在机械式石蜡节温器上加装电热元件,冷车大负荷时电子部分介入工作,给石蜡加热,让节温器阀门提前打开,这种“电子节温器”按其阀门动作原理仍属于机械的石蜡式节温器。而本文将提到的电子节温器是将热敏电阻的电阻变化信号传递到发动机的ECU,由电子执行机构将阀门打开。与石蜡节温器相比,这种新型的电子节温器的外壳和阀门动作部分均采用耐高温塑料材料,不仅减轻了重量,而且避免了生锈腐蚀问题,预设的最佳温度不用受石蜡熔点的制约,使冷却系统更加敏捷智能。

在最新一代量产的电子节温器的阀门转轴位置,我们选用了iglidur H1材料的轴承。为什么选择iglidur H1呢?

1. 耐高温:iglidur H1材料耐温200℃,短期甚至可承受240℃的高温。优质冷却液的沸点通常在零上110℃,即便发动机冷却液温度达到沸点,iglidur H1轴承仍能承受45Mpa以上的载荷,保证了复杂流体压力环境下的工作可靠性。

2. 吸水率极低:在标准大气压、23℃和50%相对湿度条件下,iglidur H1滑动轴承的吸水率为0.1%,完全浸入水中的饱和吸水率也仅为0.3%,属于iglidur系列中吸水率最低的材料之一。

3. 高温下的摩擦系数极低:iglidur H1滑动轴承材料优势在于即使轴承被暴露于高温和腐蚀性化学品中依然有极高的耐磨性和优秀的摩擦系数,在水环境中对刚轴的摩擦系数可以达到0.04。

4. 高化学抗性:H系列的材料均具备较强的化学抗性,在纯的酒精、甘油、乙二醇冷却液中都能保持性能和尺寸稳定。

5. 性价比高:与陶瓷或者石墨轴承相比,iglidur®滑动轴承具有极强的成本优势。

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( 易格斯)

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