โซลูชันที่อยู่อาศัยทำความเย็นที่ดีที่สุดสำหรับระบบระบายความร้อนยานยนต์

1. บทบาทหลักของที่อยู่อาศัย Sink Heat ในระบบระบายความร้อนยานยนต์

เครื่องยนต์รถยนต์จะสร้างความร้อนจำนวนมากในระหว่างการใช้งาน หากพวกเขาไม่สามารถแยกย้ายกันได้ในเวลามันจะทำให้ชิ้นส่วนร้อนเกินไปและล้มเหลวและยังก่อให้เกิดอันตรายจากความปลอดภัย ที่อยู่อาศัยอ่างล้างจาน ฟังก์ชั่นหลักคือการส่งออกความร้อนที่เกิดจากส่วนประกอบสำคัญเช่นเครื่องยนต์และกระปุกเกียร์ผ่านการนำความร้อนที่มีประสิทธิภาพและรังสีความร้อนเพื่อรักษาการทำงานของระบบภายในช่วงอุณหภูมิที่ปลอดภัย ฟังก์ชั่นของมันสะท้อนให้เห็นโดยเฉพาะในด้านต่อไปนี้:
ประการแรกที่อยู่อาศัยอ่างล้างจานความร้อนเพิ่มพื้นที่กระจายความร้อนเร่งการไหลของอากาศหรือการไหลเวียนของของเหลวและปรับปรุงประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อน ตัวอย่างเช่นในเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จเจอร์ที่อยู่อาศัยการกระจายความร้อนสามารถดำเนินการอุณหภูมิสูงของเทอร์โบชาร์จเจอร์ได้ทันทีไปยังสื่อความเย็นเพื่อหลีกเลี่ยงการลดทอนประสิทธิภาพที่เกิดจากความร้อนสูงเกินไปของเทอร์โบ
ประการที่สองเปลือกกระจายความร้อนจะต้องมีความแข็งแรงของโครงสร้างที่ดีและความต้านทานการกัดกร่อนเพื่อทนต่อการสั่นสะเทือนการกระแทกและการพังทลายของสิ่งแวดล้อมที่ซับซ้อนในระหว่างการทำงานของรถยนต์ (เช่นอุณหภูมิสูงและต่ำคราบน้ำมันกรดและสารอัลคาไลน์ ฯลฯ ) สิ่งนี้ต้องการให้วัสดุเปลือกหอยไม่เพียง แต่มีค่าการนำความร้อนที่ยอดเยี่ยม แต่ยังตรงกับความสมดุลระหว่างคุณสมบัติเชิงกลและความสามารถในการปรับตัวทางสิ่งแวดล้อม
นอกจากนี้ด้วยความนิยมของยานพาหนะพลังงานใหม่ความต้องการการกระจายความร้อนของมอเตอร์และชุดแบตเตอรี่ยังขึ้นอยู่กับที่อยู่อาศัยความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูง ระบบไฟฟ้าสามไฟฟ้าของยานพาหนะไฟฟ้า (แบตเตอรี่, มอเตอร์, การควบคุมอิเล็กทรอนิกส์) คือความไวต่ออุณหภูมิและเปลือกความร้อนที่มีประสิทธิภาพสามารถช่วยให้มั่นใจว่าอายุการใช้งานแบตเตอรี่และประสิทธิภาพของมอเตอร์และปรับปรุงความอดทนและความปลอดภัยของยานพาหนะ

2. การเปรียบเทียบการเลือกวัสดุและประสิทธิภาพของตัวเรือนความร้อน

วัสดุเป็นพื้นฐานสำหรับการกำหนดประสิทธิภาพของที่อยู่อาศัย Sink Heat ปัจจุบันวัสดุเปลือกหอยกระจายความร้อนที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมยานยนต์ ได้แก่ อัลลอยอลูมิเนียมโลหะผสมทองแดงโลหะผสมแมกนีเซียมและวัสดุคอมโพสิตและลักษณะของพวกเขาแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ:

1. อลูมิเนียมอัลลอย: ตัวเลือกหลัก
โลหะผสมอลูมิเนียมได้กลายเป็นวัสดุตัวเลือกแรกสำหรับเปลือกหอยการกระจายความร้อนยานยนต์เนื่องจากมีความหนาแน่นต่ำ (ประมาณ 2.7 กรัม/ซม.), การนำความร้อนที่ยอดเยี่ยม (การนำความร้อน 200-250W/(m · k)) และการประมวลผลและการสร้างง่าย ตัวอย่างเช่นโลหะผสมอลูมิเนียม 6063 มีคุณสมบัติการอัดรีดที่ดีและเหมาะสำหรับการผลิตรูปร่างที่ซับซ้อนของครีบความร้อน ในขณะที่อัลลอยอลูมิเนียมแบบคาสต์ ADC12 เหมาะสำหรับเปลือกหอยแบบบูรณาการขนาดกะทัดรัดเนื่องจากความลื่นไหลที่ดี นอกจากนี้พื้นผิวโลหะผสมอลูมิเนียมสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและสุนทรียภาพผ่านการรักษาแบบอะโนไดซ์ตอบสนองความต้องการคู่ของน้ำหนักเบาและความน่าเชื่อถือของรถยนต์

2. โลหะผสมทองแดง: แอปพลิเคชั่นสถานการณ์การนำความร้อนสูง
ค่าการนำความร้อนของโลหะผสมทองแดง (เช่นทองแดงและทองเหลือง) สูงถึง 380-400W/(M · K) และเหมาะสำหรับสถานการณ์ที่มีความต้องการสูงมากสำหรับประสิทธิภาพการกระจายความร้อนเช่นเปลือกน้ำมันเครื่อง อย่างไรก็ตามความหนาแน่นสูง (8.9g/cm³) และค่าใช้จ่ายสูง จำกัด การใช้งานในการออกแบบน้ำหนักเบาขนาดใหญ่

3. แมกนีเซียมอัลลอยด์: ทิศทางใหม่ของน้ำหนักเบา
ความหนาแน่นของโลหะผสมแมกนีเซียมมีเพียง 1.8G/cm³และเป็นวัสดุโครงสร้างโลหะที่เบาที่สุดในปัจจุบันและมีการนำความร้อนบางอย่าง (การนำความร้อนอยู่ที่ประมาณ 150W/(M · K)) ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการขึ้นรูปโลหะผสมแมกนีเซียม (เช่นการหล่อแบบกึ่งแข็ง) การประยุกต์ใช้ในเปลือกหอยระบายความร้อนยานยนต์เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านยานพาหนะพลังงานใหม่ซึ่งสามารถลดน้ำหนักของยานพาหนะและเพิ่มช่วง อย่างไรก็ตามโลหะผสมแมกนีเซียมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ไม่ดีและจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงผ่านการชุบหรือการรักษาแบบคอมโพสิต

4. วัสดุคอมโพสิต: อนาคตของการพัฒนาประสิทธิภาพ
คาร์บอนไฟเบอร์เสริมแรงพอลิเมอร์คอมโพสิต (CFRP) ผสมผสานการนำความร้อนสูงและคุณสมบัติที่มีน้ำหนักเบาเข้ากับการนำความร้อนสูงถึง 100-200W/(M · K) และความหนาแน่นเพียง 1.5-2.0g/cm³ วัสดุประเภทนี้สามารถตระหนักถึง anisotropy ของการนำความร้อนและนำทางเส้นทางการถ่ายเทความร้อนอย่างแม่นยำผ่านการวางแนวของเส้นใยคาร์บอน แม้ว่าค่าใช้จ่ายจะสูงในปัจจุบัน แต่ก็มีศักยภาพอย่างมากสำหรับการใช้งานในรถยนต์ระดับไฮเอนด์และสาขาการบินและอวกาศ

3. แนวโน้มการออกแบบและนวัตกรรมทางเทคโนโลยีของที่อยู่อาศัยฮีทซิงค์ยานยนต์

เพื่อที่จะรับมือกับความท้าทายของการระบายความร้อนที่เกิดจากความฉลาดและการใช้พลังงานในอุตสาหกรรมยานยนต์การออกแบบที่อยู่อาศัย Sink Heat กำลังพัฒนาไปสู่ประสิทธิภาพบูรณาการและอัจฉริยะ:

1. การออกแบบไบโอนิคช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อน
การเลียนแบบโครงสร้างการกระจายความร้อนในธรรมชาติ (เช่นรังผึ้งและสกินแคคตัส) ได้กลายเป็นแรงบันดาลใจใหม่สำหรับการออกแบบ ตัวอย่างเช่นการเพิ่มประสิทธิภาพเส้นทางการไหลของอากาศผ่านโครงสร้างครีบไบโอนิคสามารถลดความต้านทานลมในขณะที่เพิ่มพื้นที่การกระจายความร้อน การศึกษาได้แสดงให้เห็นว่าเมื่อเทียบกับครีบตรงแบบดั้งเดิมประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของครีบบิโอนิคครีบสามารถเพิ่มขึ้นได้ 15%-20%โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับเปลือกหอยการกระจายความร้อนแบบระบายความร้อนด้วยอากาศ

2. เทคโนโลยีการรวมไมโครแชนเนล
เทคโนโลยีการกระจายความร้อนของ Microchannel ประสบความสำเร็จในการแลกเปลี่ยนความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพโดยการประมวลผลนักวิ่งระดับไมครอนภายในเปลือกเพื่อเพิ่มพื้นที่สัมผัสของสื่อความเย็น (น้ำหรือน้ำมัน) เทคโนโลยีนี้ถูกนำไปใช้กับระบบการจัดการความร้อนด้วยแบตเตอรี่ของยานพาหนะไฟฟ้า การออกแบบที่อยู่อาศัยในอ่างล้างจานความร้อนในตัวที่มีกล่องแบตเตอรี่สามารถเพิ่มความสม่ำเสมอของอุณหภูมิของชุดแบตเตอรี่ได้ 30%และควบคุมความแตกต่างของอุณหภูมิภายใน± 2 ℃

3. การจัดการอุณหภูมิอัจฉริยะ
ด้วยการทำให้เป็นที่นิยมของเทคโนโลยี Internet of Things (IoT) ที่อยู่อาศัยของ Sink Heat Sink ได้เริ่มรวมเซ็นเซอร์อุณหภูมิและระบบควบคุมอัจฉริยะ ตัวอย่างเช่นอุณหภูมิจะถูกตรวจสอบแบบเรียลไทม์โดยเซ็นเซอร์เทอร์โมคัปเปิ้ลหรืออินฟราเรดในตัวและความเร็วพัดลมหรืออัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นจะถูกปรับแบบไดนามิกเพื่อให้เกิดความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างประสิทธิภาพการกระจายความร้อนและการใช้พลังงาน การออกแบบอัจฉริยะนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับรุ่นไฮบริดและโหมดการระบายความร้อนสามารถเปลี่ยนได้โดยอัตโนมัติตามภาระของเครื่องยนต์

4. แอปพลิเคชันของการผลิตสารเติมแต่ง (การพิมพ์ 3 มิติ)
เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติผ่านข้อ จำกัด ของเทคโนโลยีการประมวลผลแบบดั้งเดิมและช่วยให้การออกแบบนักวิ่งภายในที่ซับซ้อนและโครงสร้างที่มีรูพรุน ตัวอย่างเช่นเปลือกหอยการกระจายความร้อนอลูมิเนียมที่ทำจากเทคโนโลยีเลเซอร์ละลาย (SLM) แบบเลือกสามารถบรรลุช่องระบายความร้อนที่มีรูปร่าง เมื่อเทียบกับกระบวนการอัดรีดแบบดั้งเดิมประสิทธิภาพการกระจายความร้อนจะเพิ่มขึ้นมากกว่า 40%ในขณะที่ลดการใช้วัสดุ 20%

4. โซลูชันการเพิ่มประสิทธิภาพของ HEAT SINK HUSITION และการตรวจสอบประสิทธิภาพ

ในระบบทำความเย็นยานยนต์การเพิ่มประสิทธิภาพของที่อยู่อาศัย Sink Heat Sink ต้องพิจารณาถึงประสิทธิภาพความร้อนความแข็งแรงเชิงกลและการควบคุมต้นทุน ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนการเพิ่มประสิทธิภาพที่สำคัญ:
1. การวิเคราะห์การจำลองความร้อน: การจำลองสนามความร้อนดำเนินการผ่านเครื่องมือ CAE เช่น ANSYS และ FLUENT และระยะห่างของครีบความหนาและเค้าโครงของนักวิ่งจะได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าการกระจายอุณหภูมิสม่ำเสมอ ตัวอย่างเช่นหลังจากที่เปลือกทำความเย็นเครื่องยนต์ของรุ่นยานพาหนะบางรุ่นได้รับการปรับให้เหมาะสมผ่านการจำลองอุณหภูมิสูงสุดจะลดลง 12 ℃และความหนาแน่นของความร้อนจะเพิ่มขึ้น 25%
2. การตรวจสอบความแข็งแรงของโครงสร้าง: ใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด (FEA) เพื่อตรวจสอบความน่าเชื่อถือของเปลือกภายใต้การสั่นสะเทือนและแรงดันเพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าวที่เกิดจากการสั่นพ้องหรือความเข้มข้นของความเครียด ในการออกแบบที่มีน้ำหนักเบาจำเป็นต้องมีการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีเพื่อรักษาวัสดุในพื้นที่แบกความเครียดที่สำคัญ
3. การจับคู่กระบวนการ: เลือกเทคโนโลยีการประมวลผลที่เหมาะสมตามลักษณะของวัสดุ ตัวอย่างเช่นกระบวนการอัดรีดอลูมิเนียมอัลลอยด์เหมาะสำหรับการผลิตมวลของเปลือกหอยการกระจายความร้อนรูปปกติในขณะที่กระบวนการหล่อแบบตายนั้นเหมาะสมกว่าสำหรับโครงสร้างโพรงที่ซับซ้อน สำหรับความต้องการการปรับแต่งชุดขนาดเล็กการพิมพ์ 3 มิติหรือการประมวลผล CNC นั้นมีความยืดหยุ่นมากขึ้น
4. การทดสอบประสิทธิภาพ: ตรวจสอบประสิทธิภาพที่แท้จริงของเปลือกหอยกระจายความร้อนผ่านการทดสอบอุโมงค์ลมการทดสอบวัฏจักรความร้อน ฯลฯ ตัวบ่งชี้ที่สำคัญรวมถึงความต้านทานความร้อน (RTH), พลังงานกระจายความร้อน (Q), แรงดันตก (ΔP) ฯลฯ

เมื่อเทียบกับฉากหลังของการเปลี่ยนจากอุตสาหกรรมยานยนต์ไปสู่การใช้พลังงานที่มีประสิทธิภาพและการใช้พลังงานความร้อนซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของระบบทำความเย็นปรับปรุงประสิทธิภาพของมันมีความสำคัญต่อความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพการใช้พลังงานของยานพาหนะทั้งหมด ในอนาคตด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีวัสดุและเทคโนโลยีการผลิตเปลือกหอยความร้อนที่มีทั้งค่าการนำความร้อนที่มีน้ำหนักเบาสูงและสติปัญญาจะกลายเป็นกระแสหลักของอุตสาหกรรม องค์กรจำเป็นต้องให้ความสนใจกับแนวโน้มทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและสร้างโซลูชันการกระจายความร้อนที่ตอบสนองความต้องการของรถยนต์รุ่นต่อไปผ่านนวัตกรรมวัสดุการออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพและการอัพเกรดกระบวนการและเป็นผู้นำในการแข่งขันในตลาดที่ดุเดือด