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重卡散热器常见故障及原因重卡散热器作为重型卡车发动机的散热部件，经常承担着高温和高压的工作环境，长期使用容易出现故障。
下面将列举一些常见的重型卡车散热器故障及其原因。
1. 散热器漏水：散热器漏水是重卡散热器常见的故障之一。
漏水会导致冷却液流失过快，降低冷却效果，甚至引起发动机过热。
散热器漏水的主要原因可能是：- 旧化老化：散热器的材料、密封圈等随着时间的推移会出现老化现象，导致密封性能下降，从而导致漏水；- 法兰连接松动：散热器的法兰连接处如果松动，也可能导致漏水；- 散热管破损：散热器内的散热管如果出现破损，也可能导致漏水。
2. 散热器堵塞：散热器的堵塞是指散热器内部的热交换器堵塞，影响散热效果。
散热器堵塞的主要原因可能是：- 高温氧化积垢：长时间使用后，散热器内部会产生一层环境氧化物和涡流的积垢，导致管道狭窄、流速下降，从而影响散热效果；- 冷却液不合格：如果使用的冷却液质量不合格、不清洁的话，也容易导致散热器内的水垢和沉淀物增多，最终导致堵塞。
3. 散热器损坏：散热器的损坏可能是由于碰撞、撞击、外力挤压等因素导致的。
散热器损坏主要原因可能包括：- 不慎与其他设备碰撞：在车辆行驶的过程中，散热器可能会与其他设备或物体产生碰撞，导致散热器的扇叶、散热片等部件损坏；- 不慎撞击：在某些特殊情况下，车辆可能会不慎与障碍物或道路上的物体相撞，导致散热器受损；- 不当安装：散热器的安装如果不正确，如固定不紧或不牢固，也可能导致散热器损坏。
4. 散热器风扇故障：散热器风扇是保证发动机冷却的重要组成部分，如果风扇故障，就无法正常冷却引擎。
散热器风扇故障的原因可能包括：- 电路故障：散热器风扇的电路可能会出现问题，导致电流不能正常通过，风扇无法工作；- 电机损坏：长时间使用后，风扇电机可能会出现老化、磨损等问题，导致风扇无法正常工作；- 风扇叶片变形或损坏：风扇叶片如果受到碰撞或长时间高温作业后的变形等问题，也可能导致风扇无法正常工作。
散热器冷却风扇发生故障的原因
《散热器冷却风扇发生故障的原因》
现代车辆的散热系统是由散热器和冷却风扇组成的，它们共同工作以确保发动机能够保持适当的温度。
然而，冷却风扇有时会发生故障，导致散热器无法有效地散热，进而影响发动机的稳定工作。
以下是一些常见的导致散热器冷却风扇发生故障的原因：
1. 电路问题：散热器冷却风扇通常由电动机驱动，它的运转依赖于电子控制模块或者继电器来控制。
一些常见的故障包括电路短路、断路或电子控制模块的损坏，这将导致冷却风扇失去驱动力。
2. 风扇叶片损坏：在一些情况下，风扇叶片可能会受到损坏或者变形，这可能导致风扇无法正常运转。
这种情况可能由于意外碰撞或者长期的使用引起。
3. 电机问题：电动机是冷却风扇的关键部件，它的故障将导致整个风扇系统失效。
电机问题可能包括绕组断路、短路、轴承损坏或电机内部线圈的故障。
4. 温度传感器故障：发动机温度传感器以及与之相关的控制设备故障可能导致冷却风扇无法及时启动或停止。
这可能会导致发动机过热或者温度过低，进而造成发动机性能下降或其他问题。
当散热器冷却风扇发生故障时，驾驶员应及时进行检修和维护，以免进一步损坏发动机。
定期的检查和维护可以帮助发现潜在的问题，并确保冷却系统的正常工作。
散热器的性能研究及优化设计散热器是一种用来散发热量的设备，广泛应用于电子设备、汽车、工业设备等领域。
在高温环境下，散热器能有效地降低设备的温度，维持其正常运行。
散热器的性能研究和优化设计对于提高设备的可靠性、延长设备寿命具有重要意义。
首先，研究散热器的性能可以从材料选择和形状设计两个方面入手。
散热器的材料选择应考虑其导热性能、机械强度和耐腐蚀性。
在导热性能上，铜和铝是常用的散热器材料，可以提供较好的导热性能；而在机械强度和耐腐蚀性上，不锈钢是一个较好的选择。
形状设计上，增加散热器的表面积可以提高其散热能力，可以采用数种形式的片状散热器，如鰤鱼鳃状、凸起状等。
其次，优化散热器的设计可以从流路优化和翅片结构优化两个方面着手。
在流路优化上，要考虑流动的均匀性和速度。
为了保证流体在散热器内部能够均匀流动，可以在散热器内部设置流道，使流体能够充分接触到散热表面，提供更大的散热面积。
流体的速度也是影响散热效果的重要因素，应该避免流体速度过高或过低，以避免流动过慢导致散热效率低，或者流体速度过高导致压降过大。
在翅片结构优化上，可以通过改变翅片的形状、尺寸和排列方式，增大翅片的散热面积，提高散热器的散热能力。
此外，可以通过增加散热介质的流动性来提高散热器的性能。
传统的散热器一般使用空气作为散热介质，但空气的导热性能较差，且热容量小。
可以考虑使用液体介质，如液冷散热器中使用的水或制冷剂，其导热性能和热容量要好于空气。
此外，还可以采用换热器和风扇辅助散热的方法，进一步优化散热器的设计。
最后，对于散热器的性能研究和优化设计可以采用实验方法进行验证。
可以设计实验平台，测试不同材料、形状、流量等条件下的散热器性能，通过实验数据来验证理论模型的准确性，进一步优化设计。
综上所述，散热器的性能研究和优化设计可以从材料选择、形状设计、流路优化、翅片结构优化以及散热介质流动性等多个方面入手。
通过对散热器的研究和优化，可以提高设备的散热能力，提高设备的可靠性和寿命。
汽车散热器的优化设计及传热性能分析的研究关凤艳【摘要】随着科学技术和汽车工业的蓬勃发展,对发动机散热器的性能的要求也越来越高,目前百叶窗的管带式汽车散热器得到普遍的应用,在保证散热器具有足够的散热性能的前提下,体积小,耗材要少,效率更高成为散热器发展的必然趋势,我公司是根据理论分析和在实际工作中的实验数据及新材料的不断涌现,建立管带式散热器传热与阻力预测模型.在满足传热和阻力的要求下,提出了散热器芯体结构参数优化的方案,以达到减少耗材和降低厂家生产成本的目标.最后形成管带式散热器设计、校核、优化一体的设计分析.散热器的传热与流动阻力计算程序,计算结果与实验数据在常规工况范围内基本吻合.运用图解的方法分析了散热器结构参数与材质对散热器流动阻力与散热性能的影响.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2011(033)014【总页数】3页(P143-145)【关键词】汽车散热器;传热;风阻;电偶保护【作者】关凤艳【作者单位】北汽摩有限公司,散热器分厂,北京,101500【正文语种】中文【中图分类】U4630 引言汽车散热器是汽车冷却系统中不可缺少的一个组成部分，其性能好坏对发动机的动力性、经济性和可靠性有很大的影响。
带有百叶窗的散热器具有切断散热带上气体边界层的发展、减薄边界层厚度、提高散热器性能的作用。
对其内部的流动结构、传热与阻力特性进行了系统的研究。
目前国内散热器产品中，开百叶窗的散热带及管带式散热器产品所占比重明显上升，产品结构向紧凑、高效、低耗、轻量化方向发展。
但国内一些汽车散热器生产厂家在散热器设计和应用过程中，对其传热与流动性能的计算方面的工作还比较欠缺，主要是通过实验加以解决。
2JC型汽车散热器是一种铝塑制带百叶窗管带式汽车散热器，因其主要应用在军车上，军工产品的特殊性及严格性，我公司为了进一步提高产品的散热性能及产品的质量，提出在尽量不改变散热器生产的刀具、模具，保持原有装配结构尺寸的基础上，使该散热器的散热能力提高20%。
散热器的性能研究及优化设计散热器是现代电子设备的重要组成部分，其主要功能是将设备内部产生的热量转移至周围环境中，保持设备工作的稳定性和可靠性。
随着计算机、手机等电子设备的发展，散热器的性能要求也越来越高。
本文将从散热器的原理、性能指标以及优化设计方面进行探讨。
一、散热器的原理散热器的原理是利用传热学中的对流散热方式进行散热。
散热器的设计是将热源附着在散热器的表面，通过散热器的表面积将热量传递给周围环境。
散热器的表面结构可以设置多个散热片，增加热量的散发面积，从而提高散热器的散热效率。
同时，通过风扇等装置将周围的空气进行强制对流，进一步增强热量的散发。
二、散热器的性能指标1. 热阻：热阻是评估散热器散热效率的重要指标，其定义为单位面积的热阻力，即在单位面积上传递单位时间的热量与侧边面之间的温度差之比。
热阻越小，散热器的散热效率越高，因此该指标通常越小越好。
2. 噪音：散热器的噪音也是需要考虑的因素。
为了提高散热器的散热效率，在高速风扇的辅助下，通风孔经常会比较大，从而产生一定的噪音。
因此，散热器的设计也应该注重减少噪音。
3. 重量：散热器的重量也是需要考虑的因素。
过重的散热器会增加设备的整体重量，不利于移动，同时也会增加安装的难度和成本。
三、散热器的优化设计散热器的设计需要考虑多个因素，包括散热器的表面积，散热片的数量、大小和形状，以及散热器的风扇和通风孔的尺寸和布局等方面。
1. 增加散热片的数量和面积散热器的表面积决定了其能够散发热量的大小，因此增加散热片的数量和面积可以有效提高散热器的散热效率。
同时，也可以通过设计不同形状的散热片，使其更好地适应各种不同的设备，并提高散热器的美观度。
2. 优化风扇和通风孔的尺寸和布局散热器的风扇和通风孔的布局和尺寸也是影响散热器散热效率的重要因素。
优化风扇的转速和尺寸，以及通风孔的大小和布局，可以提高空气流动的效率，进一步增加散热器的散热性能。
同时，优化风扇和通风孔的设计，也可以有效降低散热器的噪音，使其更加适合各种不同的场合使用。
散热器失效分析及优化设计周俊杰，绳冉冉，孙宝庆（郑州大学化工与能源学院，河南 郑州 450001）摘要摘要：：将有限元分析方法和优化设计理论相结合，以ANSYS 软件为工具，构建了散热器的优化设计。
首先，对散热器进行数值模拟分析，研究了散热器的失效部位。
然后，对散热器的结构尺寸进行了多目标驱动优化。
在保证安全性的前提下，使得散热器质量减少了12.24%，为该类散热器的设计探索提供了新的方法。
关键词:散热器；有限元；失效分析；优化设计Failure analysis andOptimization Design about radiatorZHOU Junjie, SHENG Ranran ，Sunaoqing(Department of Chemical and Energy , Zhengzhou University,Henan Zhengzhou 450001，Henan ，China)Abstract:To combine finite element analysis method with the optimization design theory, based on the tool of ANSYS software, build the optimization design model of radiator.Firstly,numerical simulation analysis was carried out on the radiator,study the failure parts of the radiator.Secondly,analysis multi-objective optimization the copper radiator ,s structure and size.On the premise of safety, the material of the radiator reduce 12.24% , so as to find a new way to design this kind of radiator.Key words: radiator; finite element ; failure analysis;optimization design 引言引言随着电子技术的迅速发展，电子器件的高频、高速以及集成电路的密集和小型化，使得单位容积电子器件的发热量快速增长。
电子器件正常的工作温度范围一般为-5-65℃。
研究资料表明，单个半导体元件的温度每升高10 ℃，系统可靠性降低 50%[1]。
由此可见，芯片散热问题是影响计算机性能能否提升的关键因素。
翅片散热器是一种在电子器件中使用范围比较广的散热器，换热方式为与空气进行对流换热。
按照引起流动的原因而论，可分为自然对流和强迫对流。
自然对流的表面传热系数虽然比较低（<10W/K.m 2），但因为其无活动部件、性能稳定并且制造成本低这些优点，得到最广泛应用。
关于自然对流散热器的设计优化，Avram Bar-Cohen 、J. Richard Culham 和M.Michael Yovanovich 已经做了大量的研究[2][3][4]。
在这些文章中，基本研究的是垂直布置的翅片散热器。
高一博、罗小兵等人对水平布置的翅片散热器进行优化，分析了设计尺寸与表面换热系数、换热量和耗材的关系[5]。
本文从实际应用的角度，对散热器导热性能进行模拟研究，对其结构进行优化设计。
首先，利用 ANSYS Workbench 软件建立某款设计中的带翅片散热器的热固耦合计算模型，着重分析在散热器厚度方向不同区域的散热性能。
根据分析结果，提出散热器结构改进的方案。
在相同的散热需求下，新结构能节约12.24%的材料。
1.1.散热器芯片尺寸优化问题的确定散热器芯片尺寸优化问题的确定散热器芯片尺寸优化问题的确定研究发现，散热器芯体结构尺寸对散热器性能有很大影响。
例如，翅片高度H 、波距G 、波峰数M 、通道数N 等，都是影响散热器传热特性及流阻特性的重要因素[6]。
本文的目的就是通过调整散热器芯体尺寸获得优化设计方案。
查阅相关文献得知，散热器的结构设计必须满足以下要求:（1）散热器传给空气的热量Q 应大于发动机及传动装置所要求的散热量Q 1，以保证发动机的冷却水温度和润滑油温度维持在安全的范围内，一般把Q 取为(2.10~1.20)Q 1;（2）散热器气侧的泵耗功率应尽可能小，至少应小于允许的泵耗功率;（3）在满足散热要求的条件下，散热器应具有最少的材料消耗和最小成本;（4）翅片的间距(管带的波距G)不宜太小，以免阻力过大或发生堵塞。
因此，设计散热器时应根据冷却系统的要求，在给定的空间容积条件下，求得最大散热量，同时获得尽量小的风扇泵耗功率;或者是在Q 和P 值一定的前提下，使散热器所消耗的材料最少(或成本最低)[7]。
可见，这是一个多重目标的优化问题。
在优化设计中，材料的耗量(或成本)与翅片的厚度，高度有密切的关系。
所以，在本文的优化设计过程中，以翅片厚度、高度、数目为变量，在散热器散热量、强度满足实际需求的条件下，以质量最小为最终目标。
2.2.数学物理模型数学物理模型数学物理模型电子器件在工作过程中产生的热量必须通过散热器迅速散发到环境（在此为空气）中，以免结温过高而烧毁电子器件。
在此模型中，电子器件即热源产生的热量先传导至散热器基板下表面；然后热量经过基板传导至上表面和翅片；基板上表面和翅片与环境进行对流换热和热辐射，最终将电子器件产生的热量散发到环境中[8]。
为了分析模型，减少计算量，对散热器进行合理简化：（1）假定每个翅片间距流道是均匀的；（2）翅片材料各向同性且热物理性质为常数；（3）散热器基板所受热量分布均匀；（4）环境温度恒定；（5）无接触热阻和扩散热阻；（6）整个分析过程是在翅片达到稳态，即热平衡的情况下进行的。
2.1几何模型建立散热器简化后的几何模型如图2.1（a）所示。
设置散热器的长、宽、高分别为L、W、H，肋片厚度、高度、数目、间距分别为t、H f、N、b。
在ANSYS Workbench中的DM模块直接建立散热器的三维模型。
首先，在平面创建草图，通过拉伸操作创建散热器基板。
然后，利用拉伸、阵列等操作建立散热器翅片。
创建后的模型如图 2.1(b)所示。
散热器各尺寸数据如表 2.1所示。
(a)散热器外形尺寸图(b)散热器三维模型图图2.1散热器几何模型图表2.1散热器尺寸参数数据表（mm）类型翅片型散热器L×W×H（mm）130×100×44肋片厚度t（mm）0.5肋片高度H f（mm）39肋片数目N（mm）41肋片间距b（mm） 1.982.2网格划分采用自动划分法对模型进行网格划分，散热器基板最小尺寸设为1mm，翅片最小尺寸设为0.2mm。
网格划分如图2.2所示。
由图（b）网格划分情况统计图可以看出，最终划分的网格节点数为810215，单元数为193052。
(a)网格划分图(b)网格划分情况统计图图2.2 网格分析图2.3物理参数及载荷约束设置因为铝具有价格低、质量轻和高导热系数等特点，而铝合金的力学性能优于金属铝的，故翅片散热器制造材料广泛使用铝合金[9]。
该散热器采用6061号铝合金。
热源产生的热量先传导至散热器基板下表面，然后热量经过基板传导至上表面和翅片，基板上表面和翅片与环境进行对流换热和热辐射，最终将电子器件产生的热量散发到环境中。
对散热器基板施加热流密度为6.25×10-2 W/mm 2的热量。
散热器翅片通过对流换热和热辐射两种方式散热。
根据铝合金的散热特性，设对流换热系数为5×10-5 W/(mm 2。
c)，发射率为0.4。
环境温度设为22。
C 。
3.3.分析求解分析求解分析求解3.1温度场求解结果及分析散热器的温度场及总热流结果如图3.1所示。
由图(a)可以看出，散热器受热面处温度较高，最高温度为61.70。
C 。
由图(b)可以看出，总热流集中在散热器两侧壁面上，最大热流为0.313W/mm 2。
(a)散热器温度分布 (b)散热器总热流分布图3.1温度场求解结果3.2应力场求解结果及分析将温度场数据导入静力求解器中，散热器的总变形及热应力求解结果如图3.2所示。
由图(a)可以看出，散热器基板前后面变形最大，最大变形为5.79×10-2mm。
由图(b)可以看出，热应变集中在散热器受热面上，最大热应变为9.11×10-4mm/mm。
(a)散热器总变形图(b)散热器热应变图图3.2散热器应力分析图由于受热面的大小是由实际工程条件决定的，所以不能随便改变受热面的尺寸。
但散热器翅片的结构可根据实际散热需要做出合理优化，因此本文将散热器翅片厚度、高度、数目（即间距）作为优化参数，对散热器进行优化。
散热器优化分析4.散热器优化分析4.散热器优化分析4.1目标驱动优化的实验设计应用Workbench进行优化分析时通常先定义状态参数和目标参数，查看响应分析、优化分析、求解并验证结果。
定义散热器的状态参数为散热器质量和最大总变形。
然后根据散热器的结构限制，给定翅片厚度变化条件为0.45mm≤Thickness≤0.55mm，翅片高度变化条件为35mm≤Height≤43mm,翅片数目变化条件为36≤Number≤44。
并且，将翅片厚度、高度、数目都设为连续型变量。
求解目标为质量最小，最大总变形不超过0.08mm，最高温度不超过65。
C。
4.2响应面的搜索结果4.2.1最大、最小值搜索结果响应面的最大值、最小值结果如图4.1所示。
由图可以看出，当翅片厚度、高度、数目均为最小值时，散热器质量最小。
当翅片厚度、高度、数目均为最大值时，最大总变形及最高温度取得最小值。
说明合理地设置散热器结构，在保证相同的散热量条件下，可以减轻散热器质量。
4.1最大、最小值搜索结果图4.2.2响应面的参数灵敏度结果图4.2为响应面的参数灵敏度结果。
由图可知，翅片高度对散热器质量的灵敏度最大，即翅片高度对散热器质量影响最大。
并且，翅片高度增大，散热器质量也将增大。
翅片数目对散热器最大变形量的灵敏度最大，且翅片数目增多，散热器的最大变形量将减小。
翅片高度对散热器最高温度的灵敏度最大，且翅片高度增大，散热器最高温度减小。
从以上分析可以看出，翅片高度对散热器各个性能的灵敏度最大。
图4.2响应面的参数灵敏度结果图4.2.3响应面结果图4.3为响应面结果图。
图（a）为散热器质量对翅片高度、数目的响应结果。
图中蓝色区域质量较小，红色区域质量较大。
由图可以看出，翅片高度较小，数目较少时，散热器质量较小，与前述结论一致。
