机油冷却器清洁高效胀接技术的研究与开发

【摘要】：管翅式油冷却器主要用于冷却润滑油,使油温保持在正常范围之内。发动机工作时,机油粘度随温度升高而下降,润滑能力降低,需要安装冷却器降低机油温度,使机油保持一定粘度,因此,冷却器是润滑循环油路中非常重要的零部件之一。管翅式油冷却器主要由换热管、翅片、弹簧扰流器以及阀体组成。传统制造工艺采用机械胀接方式实现翅片与换热管的连接,由于胀头与管壁的摩擦作用,切屑残留度较高,影响汽车工作环境及使用寿命,此外,机械胀接制造工艺自动化程度较低,消耗大量人力成本。因此需要对管翅式油冷却器制造工艺进行改进设计研究,以提高管壁清洁度和生产效率,降低生产成本。通过对管翅式油冷却器的结构、工作原理和制造工艺的了解以及冷却器机械胀接换热管管壁清洁度较低和生产效率较低的原因剖析,对目前实际应用较广泛的机械胀接、爆炸胀接、液压胀接以及液压胀接技术工作原理、适用范围和使用局限性进行了分析研究,同时结合管翅式油冷却器自身结构特点,针对液压胀接在管翅式油冷却器制造中的不足,提出一种新的适用于管翅式油冷却器的液压胀接方法。进行了冷却器材料的拉伸测试,获取其应力应变曲线;阐述了液压胀接原理,对管翅式油冷却器液压胀接工艺进行理论计算;运用有限元分析软件ANSYSWorkbench对冷却器液压胀接过程进行有限元分析,模拟不同液压条件下换热管外壁的径向位移;制造液压胀接试样,在理论计算和有限元模拟的基础之上,在电动试压泵上进行液压胀接试验,对比仿真和实验数据,获取最佳胀接压力。对冷却器换热管弯曲及弯曲后的液压胀接进行了分析及试验。研究了管件弯曲工艺特点、及适用范围;对换热管弯曲进行理论计算,并利用有限元分析软件Dynaform对弯曲过程进行仿真模拟,了解弯曲后换热管壁厚分布及应力情况;在卧式绕弯机进行弯曲试验,将弯曲的换热管进行切割验证;在换热管弯曲研究的基础之上设计弯管保护装置并进行液压胀接试验,获取壁厚变化情况。最后分析了液压胀接工艺,设计了液压胀接工艺装备。对托盘交换技术的分类、特点及适用场合进行研究;在托盘交换技术的基础上,针对管翅式油冷却器液压胀接工艺特点,设计了交换工作台以及托盘。

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