汽车暖风机芯子失效分析及优化设计

活动余量，看上去较“脆弱”。对比其他车型的暖风芯子：GP50车型的暖风芯子的铝管和上水室是铆合在一起，通过密封圈进行密封，类似于万向节形式，有一定活动余量；N1/CN100车型的暖风芯子铝管较短，且用螺栓螺母进行了紧固，强度较大。在整车总装车间使用了相同的装配工艺方式，但其他车型的售后表现良好。

2.4 结论

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，见图6所示。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，记录此时拉力大小；试验方式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暖风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。

4 结语

图7 暖风芯子改进后三包退件返回状态

通过对措施断点后零件的市场表现跟踪，发现改进效果良好，见图7。在该问题改进过程中，得到了产品工程师和供应商的大力支持，使问题得到了快速断点。该改进措施只是在现零件结构上的局部优化，虽没完全杜绝该问题，但已取得了很大进步。该问题的解决，也为后续车型暖风芯子的设计选型提供了借鉴作用。

参考文献

[1] 汽车空调介绍.百度文库[引用日期2014-8-22].http：//wenku.baidu.com/view/9777b610b90d6c85ec3ac68d.html.

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[4] 解剑英.汽车散热器用多层复合铝合金薄壁高频焊管制造技术的研究[D].浙江大学，2005.

[5] 周庆辉，纪威，王夺.汽车空调暖风机热交换器的优化设计[J].工程设计学报，2012，（2）.

作者简介：冯振杰（1981-），河北邢台人，上海交通大学工程硕士，研究方向：车辆工程。

（责任编辑：周 琼）

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