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(dòng)狀態(tài)等因素影響較大，需要從車輛的不同運(yùn)動(dòng)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(shí),它降低輻射熱流的同時(shí)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(shí)要求隔熱板能盡快散熱為好。
而在高速時(shí)，它的作用基本局限于降低輻射熱流的傳遞,因?yàn)檫@時(shí)車身底部空氣流動(dòng)較快,對發(fā)熱部件具有冷卻作用,即這時(shí)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(shí)加以避免。一些車輛在高速行駛時(shí)車身地板局部較熱,此時(shí)除了由于發(fā)動(dòng)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(dòng)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(dòng)；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(shí),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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)改善了空氣在隔熱板表面的流動(dòng)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。
