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【摘 要】汽车工业的快速发展使得当今社会对车用发动机的散热器性能的要求不断提高。散热器不仅要具有充足的散热强度和能力，而且散热效率高、重量轻、体积小、管壁薄是未来散热器发展的趋势。本文通过阐述车用散热器的工作原理、流动阻力，对影响散热器有效性能因素和途径进行了研究。
【关键词】发动机；散热器；传热系数
车用散热器是空气与汽车发动机冷却剂之间热量交换的设备，它的性能直接决定了发动机的可靠性、经济性和动力性。由于当今我国车用散热器行业还处于较低的水平，散热器生产水平较低，因此主要对车用发动机散热器的有效性的提高进行了研究，旨在提高我国生产散热器的性能。
1.车用散热器的工作原理
车用散热器的工作原理大致如下：经过发动机的水流对其进行冷却而变成热液体，流体经过散热器时会把热量从间隔的金属壁面传给低温空气。在这个过程中，冷空气在散热器管外流动，热水则在散热器管内流动，两流体之间不发生接触而经壁面进行热量的传递。
2.车用发动机散热器的结构
汽车发动机的散热器是一种间壁式换热器，散热水管形状多为椭圆形或扁形。散热器的外侧会有多层翅片，这样能够达到与冷空气侧之间加强传热的作用。汽车发动机的散热器内部结构轻巧、紧凑、传热强度大，它一般由主片、封条、芯体等零件焊接而成。
从上世纪八十年代初期，我国车用发动机散热器生产商开始对管带式散热器进行研制，后来，又不断从国外引进生产设备，至今，管带式散热器在我国汽车中已经十分普遍[1]。
3．车用散热器的流动阻力特性
我们从流体力学中得知，流体流动时产生阻力的原理和影响因素是:流体内部的摩擦是产生阻力的原因；管壁与液体之间相互接触，使液体内部之间发生相对运动而产生流动阻力。热量交换器的流动阻力由流体与壁间的摩擦阻力和流体方向或速度的改变而产生的局部阻力两部分组成。散热器流动阻力的影响因素主要有流体的物性、流动状况及散热器壁面等。
4．提高車用发动机散热器的有效性的途径
由计算车用散热器的传热方程式:Q=K×F×△t■可知，要提高散热器的有效性即散热量Q，我们增大K、F、△t■，均可以达到良好的效果[2]。
4.1提高传热系数K
从提高传热界面的对流换热开始，加强传热的指导思想是：如果传热过程中各环节的分热阻的数量级相近，要同时减小各项的分热阻，否则，要想办法减小最大分热阻。具体方法有以下几个方面：
4.1.1在散热器的翅片上加百叶窗结构
翅片上加上等距离的百叶窗式栅格，不仅能够使附面层的厚度减小，而且能够使传热边界层受到破坏，这样就能够大大提高气相一侧的散热能力，使传热过程得到强化。
4.1.2选择合适的散热器材料
选用传热系数大的材料做散热器也能起到增强传热的作用。车用散热器以前一直采用铜作传热材料，近20年来，汽车轻量化的发展使得选择铝做散热器材料的趋势起来越明显。但是，金属材料的导热能力强，翅片间壁薄且热阻小，造成间壁厚度的减小必然受到强度要求的制约，因而不同材料的金属壁不是提高K值的主要环节。
4.1.3防止和清除散热器内的污垢
车用散热器运行一段时间以后，散热表面就会积起垢层。这些垢层作为附加的热阻会使K减小从而使散热器性能降低。
对散热器进行定期清洗，可有效防止散热器产生污垢，而且我们也应当对散热器进行预处理，这样可以有效减少污垢粒子，达到预防金属结晶积垢和沉淀积垢的目的。
4.2改善对数平均温差△t■
当冷、热流体进、出口温度确定时，为达到提高对数平均温差的目的，我们可以使用以下两种方法：其一为可能流型布置为逆流或接近逆流；其二为降低冷流体温度或提高热流体温度使冷、热流体的温差变大。当今趋向于通过提高发动机冷却系统压力来提高冷却液沸点，从而使△t■增大的方法。
4.3增大传热面积F
通过改进传热面的结构可以增大传热面积[3]。这也是最有实效的强化传热途径。主要措施有以下两个方面：
4.3.1增加散热面积
增加散热面积的方法有：用冲压、爆炸、轧制或打扁等方法把传热表面制成具有较大表面积的异型表面；将细小的金属颗粒涂敷或贴附在传热表面或表面之间；减小流道的当量直径。
4.3.2增大正面面积
在不减少总的散热面积的前提下，增大散热器的迎风面积，同时减薄芯厚，能够有效提高散热器的有效性，这也是未来热器结构的发展方向。
4.4降低散热器的重量
国内外汽车工业的飞速发展使得人们对汽车散热器的要求不断提高。质量更轻的散热器是未来展的趋势。当今减轻散热器重量的主要方法有以下两个方面：（1）使用厚度更小的带材（必须注意其防腐蚀性能）；（2）改进焊接技术，降低焊料的重量。
5.总结
在充分研究了车用发动机散热器的有效途径之后，将发动机散热器的流动阻力和传热特性与计算机技术相结合，设计出有关散热器热量计算的程序软件，对散热器研发水平的提高有重要的意义。■
【参考文献】
［１］张凤林.散热器的发展趋势[J].汽车技术.1991,(10).
［２］程林,杨培毅,陆煌等著.换热器运行导论.科学出版社,1995.
［３］史美中,王中铮著.热交换器原理与设计.第二版,东南大学出版社,1996.
【关键词】发动机；散热器；传热系数
车用散热器是空气与汽车发动机冷却剂之间热量交换的设备，它的性能直接决定了发动机的可靠性、经济性和动力性。由于当今我国车用散热器行业还处于较低的水平，散热器生产水平较低，因此主要对车用发动机散热器的有效性的提高进行了研究，旨在提高我国生产散热器的性能。
1.车用散热器的工作原理
车用散热器的工作原理大致如下：经过发动机的水流对其进行冷却而变成热液体，流体经过散热器时会把热量从间隔的金属壁面传给低温空气。在这个过程中，冷空气在散热器管外流动，热水则在散热器管内流动，两流体之间不发生接触而经壁面进行热量的传递。
2.车用发动机散热器的结构
汽车发动机的散热器是一种间壁式换热器，散热水管形状多为椭圆形或扁形。散热器的外侧会有多层翅片，这样能够达到与冷空气侧之间加强传热的作用。汽车发动机的散热器内部结构轻巧、紧凑、传热强度大，它一般由主片、封条、芯体等零件焊接而成。
从上世纪八十年代初期，我国车用发动机散热器生产商开始对管带式散热器进行研制，后来，又不断从国外引进生产设备，至今，管带式散热器在我国汽车中已经十分普遍[1]。
3．车用散热器的流动阻力特性
我们从流体力学中得知，流体流动时产生阻力的原理和影响因素是:流体内部的摩擦是产生阻力的原因；管壁与液体之间相互接触，使液体内部之间发生相对运动而产生流动阻力。热量交换器的流动阻力由流体与壁间的摩擦阻力和流体方向或速度的改变而产生的局部阻力两部分组成。散热器流动阻力的影响因素主要有流体的物性、流动状况及散热器壁面等。
4．提高車用发动机散热器的有效性的途径
由计算车用散热器的传热方程式:Q=K×F×△t■可知，要提高散热器的有效性即散热量Q，我们增大K、F、△t■，均可以达到良好的效果[2]。
4.1提高传热系数K
从提高传热界面的对流换热开始，加强传热的指导思想是：如果传热过程中各环节的分热阻的数量级相近，要同时减小各项的分热阻，否则，要想办法减小最大分热阻。具体方法有以下几个方面：
4.1.1在散热器的翅片上加百叶窗结构
翅片上加上等距离的百叶窗式栅格，不仅能够使附面层的厚度减小，而且能够使传热边界层受到破坏，这样就能够大大提高气相一侧的散热能力，使传热过程得到强化。
4.1.2选择合适的散热器材料
选用传热系数大的材料做散热器也能起到增强传热的作用。车用散热器以前一直采用铜作传热材料，近20年来，汽车轻量化的发展使得选择铝做散热器材料的趋势起来越明显。但是，金属材料的导热能力强，翅片间壁薄且热阻小，造成间壁厚度的减小必然受到强度要求的制约，因而不同材料的金属壁不是提高K值的主要环节。
4.1.3防止和清除散热器内的污垢
车用散热器运行一段时间以后，散热表面就会积起垢层。这些垢层作为附加的热阻会使K减小从而使散热器性能降低。
对散热器进行定期清洗，可有效防止散热器产生污垢，而且我们也应当对散热器进行预处理，这样可以有效减少污垢粒子，达到预防金属结晶积垢和沉淀积垢的目的。
4.2改善对数平均温差△t■
当冷、热流体进、出口温度确定时，为达到提高对数平均温差的目的，我们可以使用以下两种方法：其一为可能流型布置为逆流或接近逆流；其二为降低冷流体温度或提高热流体温度使冷、热流体的温差变大。当今趋向于通过提高发动机冷却系统压力来提高冷却液沸点，从而使△t■增大的方法。
4.3增大传热面积F
通过改进传热面的结构可以增大传热面积[3]。这也是最有实效的强化传热途径。主要措施有以下两个方面：
4.3.1增加散热面积
增加散热面积的方法有：用冲压、爆炸、轧制或打扁等方法把传热表面制成具有较大表面积的异型表面；将细小的金属颗粒涂敷或贴附在传热表面或表面之间；减小流道的当量直径。
4.3.2增大正面面积
在不减少总的散热面积的前提下，增大散热器的迎风面积，同时减薄芯厚，能够有效提高散热器的有效性，这也是未来热器结构的发展方向。
4.4降低散热器的重量
国内外汽车工业的飞速发展使得人们对汽车散热器的要求不断提高。质量更轻的散热器是未来展的趋势。当今减轻散热器重量的主要方法有以下两个方面：（1）使用厚度更小的带材（必须注意其防腐蚀性能）；（2）改进焊接技术，降低焊料的重量。
5.总结
在充分研究了车用发动机散热器的有效途径之后，将发动机散热器的流动阻力和传热特性与计算机技术相结合，设计出有关散热器热量计算的程序软件，对散热器研发水平的提高有重要的意义。■
【参考文献】
［１］张凤林.散热器的发展趋势[J].汽车技术.1991,(10).
［２］程林,杨培毅,陆煌等著.换热器运行导论.科学出版社,1995.
［３］史美中,王中铮著.热交换器原理与设计.第二版,东南大学出版社,1996.