發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器，又叫發(fā)動(dòng)機(jī)水箱，是水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。通過(guò)強(qiáng)制水循環(huán)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻，是保證發(fā)動(dòng)機(jī)在正常溫度范圍內(nèi)連續(xù)工作的換熱裝置。

中文名:發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器
外文名:Engine radiator
原  理:通過(guò)燃燒所產(chǎn)生的熱能來(lái)作功
基本性能:由低溫流體的空氣
缺  點(diǎn):冷卻水損失熱能
結(jié)  構(gòu):散熱器芯等

研制背景
發(fā)動(dòng)機(jī)一般使用內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)是通過(guò)燃燒所產(chǎn)生的熱能來(lái)作功。但是，有效動(dòng)力僅僅是燃料所具有的全能量的30%～40%，剩下的能量作為排氣熱損失、機(jī)械摩擦熱損失而耗損。尤其是為了保持氣缸、氣缸蓋、進(jìn)排氣門(mén)的適當(dāng)溫度，需對(duì)內(nèi)燃機(jī)各部位進(jìn)行冷卻，從而作為冷卻液損失也損失了熱能。
原理
散熱器是利用冷卻液損失熱能進(jìn)行工作的，為了保證內(nèi)燃機(jī)的適當(dāng)溫度，冷卻水損失熱能是不可缺少的。一般靠發(fā)動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)的水泵來(lái)使冷卻水在發(fā)動(dòng)機(jī)各部位強(qiáng)制循環(huán)，冷卻液吸收發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量并將其散發(fā)到空氣中的裝置就是散熱器。
此散熱量大約占發(fā)動(dòng)機(jī)全部發(fā)熱量的20%～30%。
發(fā)展簡(jiǎn)史
1901年，美國(guó)出現(xiàn)了第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器；
1904年，在英國(guó)開(kāi)始大批量生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器；
1935年，日本開(kāi)始發(fā)展發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器工業(yè)；
1956年，中國(guó)一汽工廠(chǎng)開(kāi)始生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器。
設(shè)計(jì)要求
散熱器的設(shè)計(jì)以符合發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作范圍的散熱量需要設(shè)計(jì)，同時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足車(chē)輛安裝需求的最小空間和維護(hù)方便等內(nèi)容綜合考慮。
（1）散熱能力能滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下的需要；
（2）冷卻系統(tǒng)消耗功率小，且熱機(jī)快；
（3）體積小，重量輕，便于拆裝維修；
（4）使用可靠，壽命長(zhǎng)，制造成本低。
基本結(jié)構(gòu)
散熱器由上水室、下水室、散熱器芯等組成。

 
散熱器上水室頂部有加水口，冷卻水由此注入整個(gè)冷卻系并用散熱器蓋蓋住。在上水室和下水室分別裝有進(jìn)水管和出水管，進(jìn)水管和出水管分別用橡膠軟管和氣缸蓋的出水管和水泵的進(jìn)水管相連，這樣，既便于安裝，而且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)和散熱器之間產(chǎn)生少量位移時(shí)不會(huì)漏水。在散熱器下面一般裝有減震墊，防止散熱器受振動(dòng)損壞。在散熱器下水室的出水管上還有放水開(kāi)關(guān)，必要時(shí)可將散熱器內(nèi)的冷卻水放掉。
1、風(fēng)扇
（1）作用：提高流經(jīng)散熱器的空氣流速和流量，以增強(qiáng)散熱器的散熱能力并冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)附件。
（2）安裝位置：風(fēng)扇多為軸流式，裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與散熱器之間，與水泵同軸驅(qū)動(dòng)。風(fēng)扇用螺釘安裝在水泵軸前端的皮帶輪或凸緣盤(pán)上。
（3）風(fēng)扇扇風(fēng)量的相關(guān)因素：風(fēng)扇的扇風(fēng)量主要與風(fēng)扇的直徑、轉(zhuǎn)速、葉片形狀、葉片安裝角及葉片數(shù)目有關(guān)。
2、水箱蓋（壓力蓋）
（1）散熱器上注水箱注水口的蓋子
（2）作用：封閉加水口，防止冷卻夜濺出；排出冷卻系內(nèi)水蒸氣（蒸氣排出管）降壓；平衡冷卻系內(nèi)壓力，增壓
（3）類(lèi)型： 開(kāi)式水冷系： 蒸氣排出管大氣相通（易冷卻液溢失和蒸氣逸出） 閉式水冷系：水箱蓋上有自動(dòng)閥門(mén) 發(fā)動(dòng)機(jī)熱態(tài)工作正常時(shí)，閥門(mén)關(guān)閉，將冷卻系與大氣隔開(kāi)。防止水蒸汽逸出，使冷卻系內(nèi)的壓力稍高于大氣壓力，從而可增高冷卻水 的沸點(diǎn)。當(dāng)雷卻系內(nèi)壓力低或高時(shí)，閥門(mén)開(kāi)啟，冷卻系與大氣相通。
3、散熱器芯

散熱器芯子是散熱器的核心部分，起主要的散熱作用。散熱器芯子由散熱管、散熱片(或散熱帶)、上下主片等組成。由于它具有足夠的散熱面積，因此能保證將必須的熱量從發(fā)動(dòng)機(jī)散發(fā)到周?chē)�的大氣中去。而且散熱器芯子是用極薄的導(dǎo)熱性能好的金屬及其合金制造的，能使散熱器芯子以最小的質(zhì)量和尺寸達(dá)到最高的散熱效果。
對(duì)于散熱器芯應(yīng)該有盡可能大的散熱面積，采用散熱片是為了增加散熱器芯的散熱面積。散熱器芯的構(gòu)造形式有多樣，常用的有管片式和管帶式兩種。
（1）管片式散熱器芯
冷卻管的斷面大多為扁圓形，它連通上、下水室，是冷卻水的通道。和圓形斷面的冷卻管相比，不但散熱面積大，而且萬(wàn)一管內(nèi)的冷卻水結(jié)冰膨脹，扁管可以借其橫斷面變形而避免破裂。采用散熱片不但可以增加散熱面積，還可增大散熱器的剛度和強(qiáng)度。這種散熱器芯強(qiáng)度和剛度都好，耐高壓，但制造工藝較復(fù)雜，成本高。
（2）管帶式散熱器芯

 
采用冷卻管和散熱帶沿縱向間隔排列的方式，散熱帶上的小孔是為了破壞空氣流在散熱帶上形成的附面層，使散熱能力提高。這種散熱器芯散熱能力強(qiáng)，制造工藝簡(jiǎn)單，成本低，但結(jié)構(gòu)剛度不如管片式大，一般多為轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)采用，近年來(lái)在一些中型車(chē)輛上也開(kāi)始采用。
散熱器材料
在選擇散熱器的材料時(shí)，主要考慮以下幾點(diǎn)：傳熱性能好、抗腐蝕能力強(qiáng)、具有足夠的強(qiáng)度、有良好的釬焊性能、易于加工成型及好的經(jīng)濟(jì)性。
根據(jù)以上要求，散熱器行業(yè)一直以銅及銅合金作為制造散熱器的主要材料。銅散熱器的散熱管的材料一般采用H90黃銅帶，其厚度為0．01～0．20 mm。管片式散熱器散熱片的料一般采用H62、H68黃銅帶，其厚度為0．08～0．10 mm；管帶式散熱器散熱帶的材料一般采用T2、T3紫銅帶，其厚度為0．045-0．08 mm。
為了減輕散熱器的質(zhì)量和降低成本，在強(qiáng)度允許的情況下，散熱帶的材料厚度允許做到0．045 mm。

散熱方法

 
來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)水套的熱水，自上而下或橫向的被分成許多小股并將其熱量散給周?chē)�的空氣。增大散熱面積，加速水的冷卻。冷卻水經(jīng)過(guò)散熱器后，其溫度可降低10～15℃，為了將散熱器傳出的熱量盡快帶走，在散熱器后面裝有風(fēng)扇與散熱器配合工作。
冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)：
強(qiáng)制式水冷卻系統(tǒng)的冷卻強(qiáng)度，一般受發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度，曲軸、水泵和風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速及外界氣溫的影響。當(dāng)使用條件變化時(shí)，如外界氣溫高，發(fā)動(dòng)機(jī)在低速大負(fù)荷情況下工作，要求冷卻強(qiáng)度要強(qiáng)，否則發(fā)動(dòng)機(jī)易于過(guò)熱。而當(dāng)外界氣溫低，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷又不大時(shí)，其冷卻強(qiáng)度應(yīng)弱些，不然就會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)冷。因此，要保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳的溫度下工作，不出現(xiàn)過(guò)熱過(guò)冷現(xiàn)象，就必須能根據(jù)使用條件的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻強(qiáng)度。
冷卻強(qiáng)度的調(diào)整方法：
一是改變流經(jīng)散熱器的空氣流量和流速---自動(dòng)風(fēng)扇離合器，百葉窗開(kāi)合
二是改變冷卻液的流量和循環(huán)路線(xiàn)----節(jié)溫器開(kāi)啟大小，水泵 。
散熱介質(zhì)
散熱器里面的冷卻水不是單純的水，而是由水（符合飲用水質(zhì)量）、防凍液（通常為乙二醇）和各種專(zhuān)門(mén)用途的防腐劑組成的混合物，也稱(chēng)為冷卻液。這些冷卻液中的防凍液含量占30%～50%，提高了液體的沸點(diǎn)，在一定工作壓力之下，轎車(chē)?yán)鋮s液的允許工作溫度可達(dá)攝氏120度，超過(guò)了水的沸點(diǎn)且不容易蒸發(fā)。
發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛使用封閉式冷卻介質(zhì)，一般都使用加入防腐添加劑的防凍液，它比普通自來(lái)水對(duì)冷卻系金屬的腐蝕性要小很多，并有利于提高散熱性能。封閉式冷卻系，可保證發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不加冷卻液，在使用中必須保證密封才能收到效果。膨脹水箱內(nèi)冷卻液不能注滿(mǎn)，加注1/2即可。
使用2年后放出過(guò)濾，調(diào)整成分和冰點(diǎn)后繼續(xù)使用。如果冷卻系加注的是自來(lái)水，冬季如車(chē)輛露天停放，應(yīng)在晚上將散熱器和氣缸體內(nèi)的水放凈，防止凍壞散熱器和發(fā)動(dòng)機(jī)。冷卻水流凈后，再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)1～2分鐘，排除水泵內(nèi)存水，否則水泵內(nèi)有水，會(huì)在水封處結(jié)冰，次日起發(fā)動(dòng)機(jī)水封會(huì)損壞，造成水泵漏水。

基本性能
散熱器的基本性能是由低溫流體的空氣和高溫流體的水進(jìn)行熱交換前后的各種溫度和熱量而表征的。它是由散熱器入口的空氣和水的溫度、散熱器的整個(gè)散熱面積、熱通過(guò)率、各流體（空氣、水）受到熱量時(shí)空氣吸熱后的溫度、水放熱后的溫度以及水的放熱量（空氣的吸熱量）來(lái)所決定的。放熱量與所需的目標(biāo)溫度是否－致，是決定散熱器的基本性能的基礎(chǔ)。
散熱器布置位置
貨車(chē)散熱器一般采用縱流水結(jié)構(gòu)，因?yàn)樨涇?chē)的布置空間也較寬裕。而且縱流水結(jié)構(gòu)的散熱器強(qiáng)度及懸置的可靠性較好，轎車(chē)多采用散熱器橫流水結(jié)構(gòu)，因?yàn)檗I車(chē)車(chē)身較低，空間尺寸緊張。橫流水結(jié)構(gòu)散熱器能充分地利用轎車(chē)的有限空間最大限度地增加散熱器的迎風(fēng)面積。散熱器分成水冷和風(fēng)冷兩種冷卻形式，風(fēng)冷主要用在行駛在沙漠地帶的車(chē)輛的冷卻，但是決大多數(shù)的車(chē)輛采用水冷冷卻形式。
散熱器懸置布置：
散熱器通常為四點(diǎn)懸置，也可以采用三點(diǎn)懸置。其中主懸置點(diǎn)為2個(gè)，輔助懸置點(diǎn)為2個(gè)或1個(gè)。所有懸置點(diǎn)應(yīng)布置在同一個(gè)部件總成上，改善散熱器受力情況，以盡量減少散熱器的振動(dòng)強(qiáng)度。主懸置點(diǎn)與其連接的部件總成之間以膠墊或膠套等柔性非金屬材料過(guò)渡以達(dá)到減震的目的。主懸置點(diǎn)的膠墊壓縮量一般為其自由高度的1/5左右。少數(shù)轎車(chē)因其整車(chē)的減振膠墊或膠套而進(jìn)行剛性連接。
中，重型載貨汽車(chē)由于散熱器的質(zhì)量大及使用環(huán)境較差，一般要在散熱器的外部增加一個(gè)剛性較大的保護(hù)框架，以防止振動(dòng)等外界力直接作用在散熱器上。懸置點(diǎn)設(shè)置在框架上。輕型貨車(chē)和轎車(chē)一般不加保護(hù)框架，懸置點(diǎn)設(shè)置在散熱器的側(cè)板或水室上。為提高散熱器強(qiáng)度一些車(chē)散熱器上加有十字拉筋。