Радіатори водяного охолодження двигунів

Від конструкції радіатора системи охолодження залежить здатність автомобіля безвідмовно працювати в літню спеку і на режимах граничної потужності. Не менш важлива механічна міцність цього виробу . Він повинен бути стійким до численних циклів температурних коливань: нагрівання і охолодження.

Застосування водяних радіаторів.

Водяний радіатор використовуються в системі охолодження двигунів внутрішнього згоряння, автомобілів для зниження температури охолоджувальної рідини, в якості якої застосовується вода. Вона нагрівається в блоці двигуна, знімаючи зайве тепло з деталей працюючої машини, а потім вода охолоджується, проходячи через радіатор, де втрачає тепло, яке він віддає в атмосферу. Вода традиційно застосовується в якості рідкого теплоносія, але останнім часом, все більш широке застосування знаходять охолоджуючі рідини на основі води, наприклад антифриз представляє з себе суміш етиленгліколю або пропіленгліколю, з невеликою кількістю інгібітору корозії, оскільки вони мають більш широкий температурний діапазон застосування і не призводять до корозії трубок водяного радіатора.

Радіатори охолодження перших автомобілів для циркуляції рідини в системі використовували виключно так званий термосифонний ефект, коли охолоджуюча рідина, нагріта в двигуні, стає менш щільною і більш текучої, в той час як охолоджена, залишалася більш щільною, циркуляція здійснювалася за рахунок різниці внутрішнього тиску в рідині. Цей ефект є малопотужним для сучасних двигунів, циркуляція охолоджуючої рідини в яких відбувається під тиском нагнітається за допомогою циркуляційного насоса. Перші водяні радіатори мали сталеві паяні бачки, охолоджуючі пластини і горловини. Тільки в кінці сорокових років сталь стала витіснятися латунню. Перші моделі мідно-латунних водяних радіаторів переважно були трубчасто-пластинчастого типу. Потім, в процесі вдосконалення конструкції водяних радіаторів, плоскі охолоджуючі пластини були замінені на гофровані, у вигляді змійки. Світова практика демонструє успішний досвід суміщення виробництва мідних і алюмінієвих теплообмінників. Необхідність переходу від традиційного металу - міді алюмінію обумовлена технічними характеристиками алюмінієвих теплообмінників, їх легкістю, і, відповідно, зниженням собівартості. Багато великі зарубіжні компанії в свій час диверсифікували виробництво, щоб якнайповніше забезпечити потреби ринку. Сьогодні по цьому шляху йдуть і російські виробники радіаторів охолодження. Одне з провідних підприємств у цій галузі - Шадринский автоагрегатний завод. У 2007 році ВАТ «ШААЗ» приступив до реалізації проекту з виробництва алюмінієвих теплообмінників за технологією Noсolok.

Сьогодні можна з упевненістю сказати, що на ВАТ «ШААЗ» дотримані всі вимоги до організації подібного виробництва - як в частині використання обладнання і матеріалів, так і в частині впровадження технологічних процесів. Сучасний цех з випуску алюмінієвих радіаторів охолодження і охолоджувачів наддувочного повітря оснащений камерної печі спікання фірми Sellakan Industriofen GmbH (Німеччина), обладнанням для збирання, штампування і зварювання алюмінієвих радіаторів. Алюмінієвий радіатор охолодження нового покоління, виготовлений ВАТ «ШААЗ» за технологією Nocolok, відрізняється тривалим терміном служби і прекрасними експлуатаційними характеристиками. Застосовується алюмінієва трубка забезпечує високі експлуатаційні властивості алюмінієвих паяних радіаторів, що випускаються ВАТ «ШААЗ». Висока якість матеріалу і рівномірність товщини алюмінієвої трубки забезпечують найкращий теплообмін охолоджуючої рідини. Імпортна алюмінієва стрічка провідних світових виробників, що застосовується для виготовлення опорної пластини, має найвищу якість і доводить його рівень протягом багатьох років. Виготовлення охолоджуючої пластини здійснюється на високопродуктивної змейковой машині. Висока ефективність тепловіддачі алюмінієвого паяного радіатора охолодження пов'язана з тим, що алюміній може забезпечити найбільшу ширину трубки при максимальній товщині стінки (а це головні вимоги для високої тепловіддачі) і залишатися при цьому легким. Інші, не менш важливі компоненти - пластикові бачки і гумові прокладки, також поставляються з-за кордону і мають високу якість. Особливе значення має і точне дотримання всіх параметрів технологічного процесу. До них, зокрема, належить виготовлення опорної пластини методом штампування. Сучасний гідромеханічний прес, оснащений електронними датчиками і дисплеєм, наочно демонструє поведінку металу при штампуванні. Поступальний рух прогресивного штампа має складну траєкторію і різні швидкості в різних відрізках шляху. Точні налаштування параметрів процесу забезпечують формування листового металу без виникнення мікротріщин, небажаних деформацій і внутрішніх напружень. Процес флюсування повністю автоматизований, так як має дуже велике значення для процесу спікання та подальшої експлуатації одержуваного виробу. Поверхня деталей остова радіатора повинна бути на 100 відсотків покрита флюсом у стерильних умовах. Виключення людського фактору в цьому процесі є беззаперечною умовою якості майбутнього виробу. Процес спікання в печі прохідного типу, мабуть, самий важливий процес. На кольоровому дисплеї оператор може одночасно спостерігати графіки декількох параметрів процесу. Температурний нагрів є багатоступінчастим, головна умова - рівномірність нагрівання всіх деталей остова. Коли деталі остова радіатора досягають критичної температури, відбувається плавлення плакованого шару. Цей момент триває соті частки секунди, потім відбувається різке зниження температури, і всі деталі остова радіатора отримують «температурний шок». Саме в цей момент формується міцність майбутнього радіатора. Пікова температура процесу спікання становить 620°С. Плавлення і спікання алюмінієвого сплаву з плакированным шаром відбувається в середовищі азоту - це умова дозволяє зберегти всі кращі властивості металу.

Далі йде перевірка герметичності остова і завальцювання пластикових баків. Остаточний процес перевірки готового радіатора «сухим способом» не псує зовнішній вигляд радіатора і в той же час чітко визначає герметичність з'єднання опорної пластини з пластиковим баком.

Переваги алюмінієвих радіаторів по технології «НОКОЛОК» це:

- ефективний знімання тепла, що забезпечує стабільний режим роботи двигуна автомобіля в будь-яких умовах роботи

- висока віброміцність

- висока міцність при температурних перепадах

- висока стійкість до корозії, яка забезпечується за рахунок застосування плакованого алюмінію, що містить легуючі добавки, застосування поліаміду марки ПА 66 та інших матеріалів, які з успіхом застосовують провідні світові виробники радіаторної продукції.

Крім сучасної технології і свіжих технічних рішень існує ще один фактор, що визначає вибір постачальника, а саме якість виробу. Система менеджменту якості ВАТ «ШААЗ» сертифікована за версією ГОСТ Р ІСО 9001:2001 та ДСТУ РВ 15.002 - 2003. Зараз ШААЗ здійснює впровадження у виробництві вимог ISO/TS 16949. Результати сертифікаційних аудитів показують, що вимоги стандартів на автоагрегатном заводі реалізуються повністю, а споживачі продукції ШААЗа («КАМАЗ», АЗ «Урал», «МАЗ»), проводячи щорічні очні аудити, позитивно оцінюють діючу на підприємстві систему менеджменту якості. Якість продукції Шадринськ автоагрегатного заводу підтверджує і той факт, що протягом кількох останніх років теплообмінники ВАТ «ШААЗ» незмінно входять в число «100 кращих товарів Росії».

Водяний радіатор, що виготовляється за технологією Nocolok як і інші радіатори охолодження, призначений для зниження температури охолоджуючої рідини двигуна внутрішнього згоряння. Основні відмінності радіатора полягають в унікальних можливостях технології Nocolok, що отримала свою назву від розробника технології спеціального припою (флюсу), що застосовується при пайку алюмінію. Технологія спікання алюмінію була розроблена компанією «Алкон» (Alcaan Alumunium Ltd, Канада). Сьогодні у всьому світі це загальноприйнятий процес спікання алюмінієвих теплообмінників всіх типів. Серед алюмінієвих теплообмінників, виготовлених за різними технологіями, алюмінієва пайка є найбільш прийнятною при виробництві радіаторів, конденсаторів, випарників та ін.

Суцільнометалеві паяні алюмінієві радіатори, маючи ефективну тепловіддачу, залишаються досить легкими і мають високу міцність і відмінну корозійну стійкість. Підвищена стійкість до температурних перепадів в широкому діапазоні і низький рівень гідравлічного опору забезпечують чудові перспективи для сучасного автомобілебудування.

Технологія «Купробрейз» включає в себе кілька технічних рішень, які дозволяють виготовляти мідно-радіатори латунні з дуже тонких стрічок, що мають підвищену термопрочность (охолоджуючі пластини виготовляються з мідної стрічки товщиною до 25 мкм, охолоджуючі трубки з латунної стрічки товщиною до 0,11 мм). Істотно відрізняється конструкція і технологія виготовлення охолоджуючих трубок для мідно-латунного радіатора: замість замкового з'єднання введена зварювання ТВЧ. Пайка мідно-латунних радіаторів відбувається в печі спікання із захисною атмосферою спеціальними пастами на основі мідного порошку при температурі 620 градусів Цельсія. Таким чином нова технологія дозволила отримати якісно новий, компактний і ефективний мідно-латунний радіатор: різко знизився вага мідно-латунного радіатора, підвищилася його тепловіддача і ефективність при тій же лобовій поверхні. Виробничий процес є екологічно чистим з-за відсутності в процесі пайки олов'яно-свинцевих припоїв, хлористо-цинкових флюсів, промивання і т. д.

Мідно-радіатори латунні за технологією «Купробрейз» є значно більш міцні і легкі, ніж паяні олов'яно-свинцевим припоєм, менш схильними до корозії за рахунок застосування міді і латуні з легуючими добавками, більш екологічно чистими, так як в них повністю відсутній свинець і забруднення навколишнього середовища в процесі експлуатації немає, більше надійними в експлуатації, так як відсутність забруднень вигляді кристалізованого флюсу, відсутність газових пор, шлакових і окисних включень в паяних швах повністю виключає можливість появи течі радіаторів під час експлуатації через появу тріщин в швах і розкриття раковин. Якість мідно-латунних радіаторів «Купробрейз» досягається:

- Завдяки використанню спеціального органічного флюсу - радіатор залишається чистим і не вимагає промивання в кислоті.

- За рахунок матеріалів радіатора, які мають рівну шляхетність, тому в швах не утворюється гальванічної пари і не виникає електрохімічної корозії.

- Зважаючи присутності легуючих добавок у матеріалах, з яких виготовляються охолоджуючі пластини та інші деталі мідно-латунних радіаторів. Легуючі добавки допомагають зберегти міцність конструкції після спікання і забезпечують підвищену корозійну стійкість.

За допомогою продуманого технологічного процесу, в якому зменшено кількість операцій, де впливає так званий людський фактор. В процесі виготовлення мідно-латунного радіатора повністю виключена операція зварювання опорної пластини з охолоджуючою трубкою, пайка останньої відбувається з пайкою самого кістяка в печі спікання. Охолоджуюча трубка виготовляється в зварному варіанті на високошвидкісного автоматичного трубкової машині.

Виробництво мідно-латунних радіаторів оснащений унікальним обладнанням, у тому числі виготовленої вперше у світовій практиці конвеєрної піччю для одночасної паяння радіаторів різних розмірів, виробництва фірми СЕКО-УОРВІК (SECO WARWICK), США-Польща). Обладнання для виготовлення деталей складання мідно-латунних радіаторів вироблено фірмою ШОЛЛЕР,Німеччина.