轎車發(fā)熱零件向車身內(nèi)部的傳熱過程情況非常不穩(wěn)定，受環(huán)境溫度、風(fēng)速、汽車本身的運(yùn)動狀態(tài)等因素影響較大，需要從車輛的不同運(yùn)動狀態(tài)結(jié)合傳熱理論加以分析。
轎車隔熱板零件的主要作用是降低輻射熱流的傳遞。在車輛怠速和低速時,它降低輻射熱流的同時還有一定的阻隔熱空氣直接和車身對流換熱的作用。因此,這時要求隔熱板能盡快散熱為好。
而在高速時，它的作用基本局限于降低輻射熱流的傳遞,因?yàn)檫@時車身底部空氣流動較快,對發(fā)熱部件具有冷卻作用,即這時的對流換熱將有利于汽車底部零件散熱。如果底部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理,氣流出現(xiàn)嚴(yán)重湍流,對流換熱系數(shù)會迅速增大,也會產(chǎn)生和車身的不良換熱,這種情況需要在設(shè)計(jì)時加以避免。一些車輛在高速行駛時車身地板局部較熱,此時除了由于發(fā)動機(jī)、排氣管溫度較高,熱輻射較強(qiáng)烈,還與高速熱氣流在車底的不良流動有一定關(guān)系。
隔熱板的分塊應(yīng)盡可能少,并盡量平整、減少氣流的擾動；對于難以避免的狹小結(jié)構(gòu),在易引起湍流的局部,可以考慮在隔熱板表面增加散熱柵孔以改善散熱；隔熱板與車身之間的固定形式應(yīng)保證在固定可靠的同時,兼顧裝配精度和裝配的方便性。對于材料熱膨脹系數(shù)相差較大的復(fù)合結(jié)構(gòu)隔熱板,要特別注意連接、固定的方式;
根據(jù)隔熱情況需要選取恰當(dāng)?shù)牟牧虾徒Y(jié)構(gòu),避免浪費(fèi);
隔熱板的設(shè)計(jì)需要在整車布置設(shè)計(jì)時通盤考慮,要考慮到隔熱板周邊風(fēng)的流速和流量。風(fēng)可以帶走熱源的熱量,阻斷熱量的傳遞。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,應(yīng)盡量減少隔熱板的分塊,增強(qiáng)隔熱板屏蔽熱空氣的效果。同時要注意隔熱板和熱源之間,隔熱板和車身之間的間隙設(shè)計(jì),保證足夠的空氣夾層。
需要強(qiáng)調(diào)的是,設(shè)計(jì)時追求最大的熱源和車身之間的間距對消弱熱量傳遞是最有效和經(jīng)濟(jì)的。
排氣管布置、固定對隔熱板的設(shè)計(jì)也有影響。原則是,避免將排氣管布置在狹長而且深的車底通道內(nèi),對降低隔熱板的隔熱要求和簡化隔熱板的結(jié)構(gòu)有很大好處。在設(shè)計(jì)前進(jìn)行一定的計(jì)算分析和預(yù)留較大的設(shè)計(jì)間距,這樣可以減少最終匹配試驗(yàn)出現(xiàn)的匹配更改。
(1) 一般單層鋁板: 板厚一般在0.5 ～ 0.8mm,用于形狀復(fù)雜、尺寸大、隔熱要求不高的隔熱位置。降低成本,加工方便。
(2) 單層凸包板:板厚一般在0.5 ～ 0.6mm,一般對凸包板密度有一定的要求, 由于表面經(jīng)過凸包板加工時的冷作硬化,制成零件的強(qiáng)度好,尺寸穩(wěn)定性較好,凸包板增加了隔熱板的表面積,提高了隔熱板對熱和聲波的反射能力,同時改善了空氣在隔熱板表面的流動狀態(tài),故隔熱效果較單層平鋁板好。
(3) 雙層空心凸包鋁板: 兩層凸包板中間空氣夾層。板厚一般在0.2 ～ 0.6mm,凸包板密度有一定的要求。這種結(jié)構(gòu)在零件重量增加不多的情況下,能大幅提高隔聲、隔熱的能力。但加工工藝要求較高。
(4) 多層鋁疊板: 一般是一層鋁板附幾層鋁箔凸包板,利用鋁箔凸包板間空氣層的隔熱效果和鋁層的反射熱射線能力強(qiáng)來達(dá)到隔熱的效果。
