1.1 Các bộ phận cơ bản của tản nhiệt
Hệ thống làm mát động cơ ô tô tương đối phức tạp. Các bộ phận chính của nó là bộ tản nhiệt, bộ điều chỉnh nhiệt, động cơ quạt, tấm chắn gió và các bộ phận khác. Trong số đó, tản nhiệt là bộ phận quan trọng nhất của hệ thống làm mát động cơ. Khi xe chạy, động cơ sẽ sinh ra rất nhiều nhiệt và tỏa ra xung quanh. Để động cơ hoạt động bình thường thì nhiệt độ động cơ cần được làm mát. Chức năng chính của bộ tản nhiệt là sử dụng không khí lạnh để làm mát chất làm mát được làm nóng bởi động cơ. Bộ tản nhiệt của xe nặng, nhẹ và nhỏ gọn. Vật liệu chủ yếu bao gồm đồng và thiếc. Đồng có khả năng dẫn nhiệt và chống ăn mòn tốt, tuy nhiên nguồn đồng khan hiếm và giá thành cao khiến bộ tản nhiệt cần được cải tiến về mặt vật liệu và thiết kế. Thiết kế mới nên cố gắng đảm bảo hiệu suất ban đầu, giảm trọng lượng của bộ tản nhiệt để có thể sử dụng trên những chiếc xe nhỏ hơn.
1.2 Dạng kết cấu tản nhiệt
Hiện nay, ở nước ta có rất nhiều loại cấu trúc bộ tản nhiệt, trong đó bộ tản nhiệt làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức chủ yếu được chia thành loại dòng điện một chiều và loại dòng điện không đổi. Trong số đó, loại dòng điện một chiều được sử dụng rộng rãi hơn loại dòng điện không đổi. Để làm cho bề mặt tản nhiệt của buồng DC lớn hơn, nhiệt có thể được tản nhiệt một cách hiệu quả. Sự phân bố theo chiều dọc ban đầu của lõi tản nhiệt thường được thay đổi thành phân bố trên và dưới. Bộ tản nhiệt dòng không đổi khó bố trí ở một số ô tô có nắp động cơ thấp do kích thước lớn nên ô tô sử dụng bộ tản nhiệt DC thường bố trí theo chiều ngang. Các khoang nước ở bên trái và bên phải thay thế các khoang nước ở phía trên và phía dưới, chất làm mát chảy sang trái và phải, được gọi là bộ tản nhiệt dòng không đổi. Loại tản nhiệt này có kích thước lớn hơn và bề mặt tiếp xúc lớn hơn nên hiệu quả tản nhiệt tốt hơn và luồng khí lưu thông êm ái hơn.
1.3 Dạng kết cấu lõi tản nhiệt
Bộ phận quan trọng nhất của bộ tản nhiệt là lõi tản nhiệt, chủ yếu đóng vai trò tản nhiệt cho động cơ. Lõi tản nhiệt bao gồm các tấm chính trên và dưới, tản nhiệt, ống dẫn nhiệt và các bộ phận khác. Do diện tích tản nhiệt lớn nên nó có thể giải phóng nhiệt lượng do động cơ tiêu tán vào khí quyển. Ngoài ra, lõi tản nhiệt được làm bằng vật liệu tuyệt vời, được làm bằng kim loại với chất liệu nhẹ và mỏng và dẫn nhiệt tốt. Do đó, khối lượng và kích thước của lõi tản nhiệt nói chung là nhỏ, có thể đạt được diện tích bề mặt tản nhiệt lớn hơn và hiệu quả tản nhiệt thực tế được cải thiện rất nhiều. Có nhiều loại lõi tản nhiệt. Những loại phổ biến nhất trên thị trường là lõi tản nhiệt dạng ống và dạng ống.
Bộ tản nhiệt dạng đai ống thường sử dụng bộ tản nhiệt nhiều hàng. So với bộ tản nhiệt một hàng và hai hàng, chúng có thể cung cấp nhiều diện tích bề mặt tản nhiệt hơn và có tác dụng làm mát tốt. Với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp ô tô nước tôi, động cơ cũng không ngừng được tăng cường, nhiệt lượng chúng tỏa ra cũng ngày càng tăng. Đối với một số động cơ có hộp số tự động, việc làm mát dầu động cơ thường là cần thiết. Lúc này cần có bộ trao đổi dầu-nước để tản nhiệt động cơ một cách hiệu quả. So với các loại ô tô cùng loại, nếu ô tô sử dụng hộp số sàn thường chỉ lắp ống làm mát một hàng, trong khi đối với một số động cơ có hộp số tự động thường phải lắp ống làm mát hai hàng để đáp ứng nhu cầu tản nhiệt cơ bản. Bộ tản nhiệt dạng ống và bộ tản nhiệt dạng đai ống có thành phần khác nhau. Bộ tản nhiệt dạng ống bao gồm nhiều vây và ống dẫn nhiệt. Ống dẫn nhiệt và bề mặt tản nhiệt tạo thành ống tản nhiệt để lưu thông không khí. Nhiệt thường được tản ra ngoài qua ống dẫn bề mặt, giúp giảm nhiệt độ động cơ một cách hiệu quả. Loại tản nhiệt này thường hoạt động mạnh mẽ, tránh bị bám bụi và dầu dẫn đến độ rung động cơ lớn. So với các bộ tản nhiệt khác, bộ tản nhiệt dạng ống có quy trình sản xuất đơn giản, chi phí thấp và khả năng tản nhiệt cao, chủ yếu được sử dụng trong xe buýt và ô tô nhỏ. Các loại bộ tản nhiệt khác thường không được sử dụng rộng rãi do quy trình vận hành đặc biệt của chúng.
2. Thiết kế vật liệu tản nhiệt ô tô
Khi lựa chọn vật liệu của bộ tản nhiệt, cần chú ý lựa chọn vật liệu có khả năng chống ăn mòn mạnh và hiệu suất truyền nhiệt tốt. Để làm cho quy trình sản xuất bộ tản nhiệt trở nên đơn giản hơn, vật liệu được lựa chọn phải tốt nhất có thể về hiệu quả xử lý và tạo hình cũng như hiệu suất hàn, đồng thời việc lựa chọn vật liệu phải phù hợp với lợi ích kinh tế. Hiện nay, ngành công nghiệp ô tô chủ yếu lựa chọn hợp kim đồng và vật liệu đồng cho bộ tản nhiệt. Nói chung, trong phạm vi cường độ cho phép, để giảm giá thành của bộ tản nhiệt và nâng cao chất lượng, độ dày vật liệu của bộ tản nhiệt cần phải là 0,045mm. Đối với một số công ty chất lượng cao, độ dày của bộ tản nhiệt do họ sản xuất có thể được kiểm soát ở mức 0,025mm. Đối với các bộ phận khác của bộ tản nhiệt, chẳng hạn như khoang chứa nước, tấm chính và các bộ phận khác, độ dày có thể từ 0,5 đến 1,5mm.
3. Phát triển bộ tản nhiệt ô tô
Khi đất nước tăng cường kiểm soát tài nguyên. Việc tiêu thụ vật liệu đồng phải được sử dụng trong bộ tản nhiệt ngày càng tăng. Vì vậy, hiện nay, một mặt cần phải thay thế vật liệu tản nhiệt một cách hiệu quả; mặt khác, cần cải thiện tỷ lệ sử dụng vật liệu tản nhiệt để giảm mức tiêu thụ tài nguyên. Vật liệu phù hợp nhất để thay thế đồng làm vật liệu tản nhiệt là nhôm. Trọng lượng riêng của nhôm nhẹ hơn vật liệu đồng và hiệu suất truyền nhiệt của nó lớn hơn nhiều so với các vật liệu khác và giá thành của nhôm thấp hơn. Do đó, hiệu suất của bộ tản nhiệt bằng nhôm về cơ bản giống như hiệu suất của bộ tản nhiệt bằng đồng, chi phí sản xuất cũng được kiểm soát hiệu quả và việc tiêu thụ tài nguyên đồng cũng được hạn chế một cách hiệu quả. Bộ tản nhiệt bằng nhôm đã được sử dụng ở một số thương hiệu ô tô. Với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp tản nhiệt, những vật liệu cơ bản thông dụng trong đời sống cũng được sử dụng làm linh kiện cho tản nhiệt. Phổ biến nhất là buồng chứa nước tản nhiệt làm bằng chất liệu nylon, không còn hàn với bộ tản nhiệt nữa mà có thể hoàn thiện bằng lắp ráp cơ khí. Quy trình sản xuất đã được tối ưu hóa đáng kể. Hiện nay, bộ tản nhiệt kết cấu nhựa đồng và bộ tản nhiệt kết cấu nhôm-nhựa đã được sử dụng trên nhiều ô tô. Một số nước phát triển ở Châu Âu và Hoa Kỳ đã tiến hành nghiên cứu chuyên sâu về bộ tản nhiệt đai ống sóng đôi. Và trong ngành tản nhiệt, hiệu suất và chất lượng của nó về mọi mặt đã nhận được phản hồi tốt. Công nghệ này đang được mở rộng liên tục. Tôi tin rằng nó sẽ được đưa ra thị trường trong thời gian tới và sự phát triển trong tương lai của ngành tản nhiệt ô tô sẽ tốt hơn.
IV. Phần kết luận
Với sự tăng tốc không ngừng của nhịp sống, để có được giao thông thuận tiện hơn, ngành công nghiệp ô tô đã không ngừng phát triển. Việc nghiên cứu chuyên sâu về phụ tùng ô tô là vô cùng cần thiết. Bài viết này chủ yếu phân tích thành phần cơ bản và dạng cấu trúc của bộ tản nhiệt và dạng cấu trúc của lõi. Và kết hợp với bảo vệ môi trường sinh thái và kinh tế hiện nay, vật liệu của bộ tản nhiệt được so sánh. Trong tình hình phát triển thị trường hiện nay, hướng phát triển của bộ tản nhiệt được phân tích. Tôi hy vọng nó có thể giúp thiết kế và phát triển bộ tản nhiệt ô tô trong tương lai.
