商用车冷却系统防渗漏技术研究
摘要：本文针对商用车冷却系统渗漏原因展开详细分析，包括胶管设计缺乏科学性、硬管设计缺乏合理性、夹箍固定不牢固，从使用耐高压、低压缩变形胶管，提高硬管接头处的密封性和牢固性，采用具备补偿功能或无调节功能夹箍三个层面入手，系统论述商用车冷却系统防渗漏技术措施，提高冷却系统的可靠性。
关键词：商用车；冷却系统；防渗漏技术；渗漏原因；应对措施
冷却系统的功能是把动力源工作时产生的热量及时散发到周围环境中去，防止动力源过热影响车辆的正常运行。冷却系统温度及压力的波动，对冷却系统的密封性提出更高的要求。冷却系统防渗漏技术是一系列工程和技术手段的应用，不仅对商用车辆的性能和可靠性具有重要影响，还有助于降低维修成本、提高经济性、减少环境影响。
一、商用车冷却系统渗漏原因
（一）胶管性能指标不合理
商用车冷却系统管路胶管多采用EPDM材质内加增强层设计。EPDM材质在受到压力和温度变化时，变形较大，致使夹箍的补偿能力不足。当夹箍无法完全补偿胶管的变形时，就会出现夹箍松动现象，造成冷却液的泄漏。可以通过调整胶管橡胶的密度及端头整形的工艺，提高胶管耐高压、抗压缩变形的能力，近而提高夹箍的补偿能力，避免渗漏[1]。胶管内部因缠绕芳纶线，导致内表面存在内棱，影响胶管的密封性。可以优化胶管的设计，选取适当的芳纶线编织密度，进行端头整形，提高密封性能。
（二）硬管制造缺陷
硬管的接头是冷却系统中最为薄弱的环节之一。硬管的接头制造精度差、公差尺寸不满足要求，导致接头处密封不严，产生渗漏，需要提高接头的制造精度和公差尺寸的稳定性，确保接头处能够紧密配合，防止渗漏[2]。
散热器进、出水口和膨胀箱回水口为塑料材质，其接口热胀冷缩变形大，会导致接口处密封不严，产生渗漏。塑料材质的接口在高温下容易变形，而且这种变形是不可逆的，一旦变形就很难恢复原状。可以采取在散热器进、出水口和膨胀箱回水口镶嵌耐高温、耐腐蚀、高稳定的金属衬套，减少接口处的变形和应力集中，降低渗漏风险。
（三）夹箍松动及安装工艺不当
冷却管路系统多采用涡轮蜗杆结构夹箍，夹箍不具有补偿功能，因胶管蠕变的影响导致夹箍松动，引起冷却液渗漏；夹箍材料缺陷、加工不良、应力集中等原因导致夹箍断裂，引起冷却液泄漏；由于设计或安装等原因导致夹箍夹紧位置不当，引起冷却液泄漏 [3]。夹箍装配时因气动工具转速较高且一次打紧，存在假扭矩问题，受机械振动影响造成夹箍扭矩衰减，引起夹箍松动。试验数据显示夹箍扭矩衰减严重。夹箍衰减数据对比见表1。
表1 某车型冷却系统各部位夹箍力矩测量表
车辆码
检测点
N1E11135
N1E11136
N1E11137
初始
热车1
凉车
热车2
初始
热车1
凉车
热车2
初始
热车1
凉车
热车2
1
13.12
7
5.38
5.7
13.11
7.59
6.51
5.86
12.3
6.89
5.62
5.12
2
13.15
6.97
5.5
5.1
13.96
6.09
4.81
4.42
13.87
7.91
6.8
5.77
3
15.65
7.44
5.67
5.2
12.84
6.13
5.05
4.1
12.26
5.6
4.71
3.99
4
13.06
7.15
5.05
4.1
13.79
5.64
汽车冷却系统1.79
3.9
13.00
7.16
5.7
5.12
5
12.82
无法检测
无法检测
无法检测
12.12
无法检测
无法检测
无法检测
12.38
无法检测
无法检测
无法检测
6
12.86
6.34
3.96
4.63
13.8
6.22
4.37
4.36
12.48
7.52
6.46
6.4
7
13.28
8.23
6.67
5.26
14.5
6.51
4.69
5
15.42
8.21
7.69
6
8
12.21
7.31
5.79
6.27
13.28
8.81
7.31
6.7
14.51
8.75
6.59
6.35
9
13.66
7.96
7.15
6.74
14
7.03
6.1
4.52
13
6.66
4.81
4.8
10
13.47
6.72
5.8
5.66
14
6.53
5.93
5.46
13.72
无法检测
无法检测
无法检测
11
14.2
6.25
6.58
5.88
16
7.78
6.55
7
13
7.29
6.39
6.11
12
13.44
无法检测
无法检测
无法检测
13
无法检测
无法检测
无法检测
13.15
无法检测
无法检测
无法检测
13
16
无法检测
无法检测
无法检测
16
无法检测
无法检测
无法检测
13.28
无法检测
无法检测
无法检测
14
17.71
10.55
7.4
7.43
14.93
7.09
5.1
5.46
15
6.53
5.28
4.45
二、商用车冷却系统防渗漏技术措施
（一）开发耐高压、低压缩变形胶管
通过对标欧洲及国内整车冷却胶管产品，了解目前行业内冷却胶管材料、标准及试验方法。再根据整车水路系统压力，了解暖风、散热器等水口的压力状态，确定在胶管壁厚不变的条件下，爆破压力≥2MPa，同时增加压缩永久变型要求和端头整形工艺要求。胶管提升项目见表2。
表2 胶管提升项目
提升项目
提升标准
尺寸及配合公差
按DIN3021-3标准
材料
三元乙丙改性橡胶，内编织芳纶线
工艺
芳纶线网花密度大于20/5cm，线绳浸渍处理
采用过氧化物硫化，无味硫化
两端口处加压（帽头工艺）硫化，实现无料头工艺
测试验证方法
新开发PVT测试方法，建立模拟强化可靠性验证能力
建立内壁不平度检测方法
压变测试方法对标（具备可比性）
在日常使用过程中，应对冷却系统进行定期的维护和保养，包括检查胶管的磨损和老化情况，及时更换损坏的胶管，定期清理冷却系统中的杂质和积垢，确保系统的正常运行。
（二）提高硬管接头处的密封性和牢固性
对于金属硬管，需要对尺寸、加工精度进行严格控制，确保其能够满足冷却系统的密封性要求；对于非金属硬管，如散热器水室和膨胀箱水口等塑料接口内增加金属衬套，防止冷热交变下变形量过大。散热器试验数据显示，增加镶嵌金属衬套的进、出水口，冷热交变下变形量减小。见表3
表3 散热器下水口增加金属衬套变形数据对比
样件名称
散热器下水室
试验条件及方法
常温时管口测量；高温100℃保持24小时后管口测量；低温-40℃保持24小时后管口测量
测量位置是离管口端面约20mm分别测量管口左右、上下、45°方向的尺寸
测试项目
测试结果
左右方向
上下方向
45°方向
1#
常温状态（mm）
69.82
69.88
69.76
高温100℃（mm）
69.67
69.83
69.75
低温-40℃（mm）
69.46
69.72
69.48
2#
常温状态（mm）
70.04
70.14
70.02
高温100℃（mm）
70.19
70.06
70.08
低温-40℃（mm）
70.01
70.06
69.97
备注：1#件管口无嵌件；2#件管口有嵌件。
（三）夹箍应具备补偿功能或无调节功能