镀铝板在发动机隔热中的应用及成形工艺

黄 静，叶文亮，张 明，李剑锋

（1.秦皇岛燕大汽车零部件制造有限公司，河北 秦皇岛 066004；2.济南铸造锻压机械研究所有限公司，山东 济南 250022）

镀铝板在发动机隔热中的应用及成形工艺

黄 静1，叶文亮1，张 明2，李剑锋2

（1.秦皇岛燕大汽车零部件制造有限公司，河北 秦皇岛 066004；2.济南铸造锻压机械研究所有限公司，山东 济南 250022）

介绍了镀铝板在发动机排气歧管隔热板方面的最新应用，阐述了隔热板的隔热特性和工作原理及制造工艺。目前，镀铝板隔热技术在制造业一定范围得到了广泛应用，反映良好。

机械制造；隔热板；汽车；应用

1 引言

汽车发动机是一个将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的动力装置，但是通常它产生的热能只有30%～50%转化为机械能，其余的能量都会以热量的形式散发出来。发动机散发的热量除小部分通过壳体散发外，其余大部分通过排气歧管排出，造成了排气歧管附近高的温升，有时温度高达600℃～800℃。汽车发动机排气歧管附近安装有大量的橡胶、树脂、ECU（电子控制单元）等不耐高温的部件，高温极易造成它们失效损坏。此外，油温升高油质发生劣化，影响燃烧效果。因此，发动机排气歧管等高温部件的隔热，防止它的高散热，以保护其他怕热部件，显得十分重要和紧迫。

2 镀铝板在发动机排气歧管隔热板部件的应用

由于发动机室内温度较高的区域主要集中在发动机排气歧管、起动机、三元催化器等部位，要解决温度问题必须进行隔热。目前，国内普遍使用的发动机排气歧管隔热板部件主要采用镀铝板做内外隔热板部件而在中间加绝缘材料的方法。典型的隔热板产品见图1。常用的镀铝板厚度在0.4mm～0.6mm左右，要求材料具有较高的延展性，但是国产此系列镀铝板尚不过关，大多采用进口材料SA1D（基材：SPCD）。中间隔热垫采用进口的阿姆斯特朗隔热材料，其安装结构见图2所示。进口材料隔热效果确实不错，但价格十分昂贵。目前国内已经出现了一种性能与其相近的材料——陶瓷纤维纸，它的性能在某些方面已经超过了阿姆斯特朗。陶瓷纤维纸性能参数：密度＜1.5g/cm3，拉伸强度＞80g/cm2，烧失量＜18%（800℃h）。正是由于中间隔热材料的绝缘和耐高温的特点，保证了外层隔热板的温度不会很高，使发动机室内与排气管相近的不耐高温部件正常工作。

图1 典型的隔热板产品

图2 发动机排气管隔热板断面图

3 内外隔热板的连接方式

3.1 采用周边全翻边的方法，用外层隔热板包覆隔热材料和内层隔热板，此种连接方式效果最好但工艺也最为复杂，一般采用较少。

3.2 采用周边部分翻边结构的方法，图1所示产品均为部分翻边结构。用外层隔热板小边包住隔热材料和内层隔热板，此种连接方式效果不错，工艺简单，应用较广。这一技术在韩系、美系及国产汽车上使用较多。

3.3 TOX无铆钉铆接方法，如图3所示。工艺为专利技术，具有操作简单、方便且铆接强度高的特点。目前国内偶见此类连接，但设备使用寿命及铆接效果没法保证。此种技术在日系和德系车上较常见。4 镀铝板排气歧管隔热板部件的制造工艺

图3 TOX无铆钉铆接示意图

发动机排气歧管结构的复杂性决定了发动机隔热板的结构会比较复杂。内外层隔热板由于是薄板成形，因此，确定合理的成形工艺显得至关重要。这里采用内外层单独拉延成形的方式，取得了成功。具体工艺流程：拉延—切边—翻边—加装隔热垫—压合—翻边铆接—冲孔—铆接支架。

内外层隔热板采用厚0.4mm～0.6mm薄板深拉深成形，首先要选择合理的成形方向，并用DYNAFORM或AUTOFORM软件对成形工艺进行模拟、优化，再设计制作模具，最大限度降低模具开发的风险，缩短开发周期。隔热垫落料在选择合理间隙后，可一次落料3～4件。由于内外层隔热板修边尺寸相差不大（约1mm），内外层共用一套拉延模，可以节省一套模具。

5 结束语

随着国内汽车设计和制造工艺的升级,镀铝板作为发动机排气管隔热板首选材料得到了广泛应用，镀铝板拉延成形工艺也越来越成熟。目前，镀铝板的使用厚度逐渐从0.6mm向0.4mm扩展，有的企业已采用0.3mm或者0.15mm的镀铝板，这进一步为整车的轻量化和提高燃油经济性做出了贡献。

[1] 徐兆坤.汽车发动机原理.北京：清华大学出版社，2010-01.

[2] 张克铭.耐火纤维应用技术.北京：冶金工业出版社，2010-01.

[3] 王孝培.冲压手册（第2版）.北京：机械工业出版社，1988-02.

Application and forming technique of aluminum plate to heat shield for engine

HUANG Jing1，YE Wenliang1，ZHANG Ming2，LI Jianfeng2
（1.Qinhuangdao Yanda Automotive Components Manufacturing Co.,Ltd.，Qinhuangdao 066004,Hebei China；2.Jinan Foundry&Metalforming Machinery Research Institute Co.,Ltd.，Jinan 250022,Shandong China）

The application of aluminum plate to the exhaust manifold heat shield for the engine has been mainly introduced in the text.The heat shield insulation characteristics,working principle and manufacturing process have been put forward.The insulation technology has been applied in the JAC Engine Company and other major mainstream brands manufacturer which achieves good effect.

Aluminum plate；Heat shield plate；Ceramic fiber；Glass fiber；Rivet joint rivetless；Full flange；Local flange

TG386.3+1

B

1672－0121(2011)04－0073－02

2011-04-02

黄 静（1981-），女，工程师，从事汽车车身冲压工艺设计与研究