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新闻动态
 
汽车暖风机芯子失效分析及优化设计

         汽车驾驶室内的制暖主要以发动机的冷却水为热源,通过汽车暖风机中的热交换器(一般称为暖风芯子),把鼓风机送来的空气与发动机冷却水进行热交换,空气加热后送入车厢内,以达到取暖及除霜、除雾的功能,其简化的过程如图1所示。暖风机一般由暖风芯子、风机及外壳组成,壳体上有吹向脚部、脸部的出风口及吹向车窗起除霜作用的出风口,其中暖风芯子作为很关键的部件实现了发动机冷却液在汽车乘员舱向空气的的散热。 

  1 问题描述 

  在跟踪零件的售后三包退件记录时,发现某车型的汽车暖风机芯子三包退件数量快速增加,经确认故障现象主要表现为暖风芯子泄露。泄露的冷却液会污染车内前排座椅下的地板覆盖物等,同时引起发动机水温高等一系列症状,将会引起客户的极大抱怨。 根据维修数据,确定故障周期主要为大于12个月,故障里程在10000公里以上。根据故障件统计,发现进水管根部开裂的故障件占93%,出水管根部开裂2%,其他部位开裂5%。

       2 原因分析                                                                                                                2.1 零件符合性调查——排除零件的一致性波动,即非零件质量问题。                      2.2 零件装配过程调查——装配手法的差异,可能导致部分零件受损,但与售后表现不一致,故排除装配工艺的影响。                                                                              2.3 零件结构分析——问题解决小组判断该问题的原因是:由于暖风机芯子进、出水管根部的焊缝周围应力集中,在外力长时间振动作用下,易造成疲劳断裂,导致汽车暖风机芯子漏水。而断裂基本集中在芯子进水管,是由于与芯子进、出水管对接的胶管结构及布置不一样,受力有差异导致。

       3 优化设计 

  3.1 改进方案选择 

  暖风芯子的改进方案有很多,可以直接参考GP50或N1车型的结构,也可以对胶管走向进行重新布局,但鉴于成本、周期、效率等因素,初步选择了如图5的改进方案,即在铝管根部增加一方形焊片25×25mm,以增加其抗弯强度。 

     3.2 改进方案试验验证 

  为了验证该改进方案的有效性,安排了以下两组试验,试验方式1:用夹具竖直固定好暖风芯子,在铝管端部施一水平拉力,拉力逐渐增大,直到铝管根部开裂为止,记录此时拉力大。皇匝榉绞2:固定方式及施力方式同试验方式1,当铝管变形至一特定位移L=20mm时,记录此时拉力大小。试验结果如表1所示。 

  通过试验发现,改进后的暖风芯子铝管根部的抗弯强度明显增强。 

  3.3 改进方案确定 

  通过验证,该改进方案可有效提高汽车暖风机芯子铝管根部的抗弯强度,同时在暖风芯子生产过程中增加该方形铝板对工艺影响不大,便于实施。另外,该方形铝板尺寸较小,可利用一些板材的边角料进行生产,可有效降低成本,供应商可内部消化该成本变化。最终,该改进方案获得了批准实施。

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