В процессе развития автомобилестроения появлялось много новых компонентов. Но некоторые детали присутствовали в конструкции «самоходных повозок» практически с начала их эксплуатации. Один из таких компонентов -автомобильный радиатор, история создания которых восходит к концу XIX - началу XX века.
До тех пор, пока двигатели были небольшой мощности, излишняя теплота рассеивалась прямо от двигателя и его узлов. При увеличении мощности стали применять первые радиаторы - в виде гладкостенной медной трубы, изогнутой в виде змеевика. В 1900 году было применено наружное оребрение этого змеевика.
В 1913 году появился первый пластинчатый паяный медно-латуный радиатор. Параллельно ему появилась конструкция радиатора, в которой воздух проходил по горизонтальным воздушным трубкам внутри бачка, количество этих трубок со временем становилось все больше, пока не получился сотовый радиатор, который был распространен до середины ЗОх годов.
Сотовые радиаторы достаточно трудоемки в производстве, громоздкие и тяжелые. Основной стимул развития автомобильных теплообменников - увеличение мощности двигателей и сокращение подкапотного пространства - заставил разрабатывать более сложные конструкции. У радиаторов появляются латунные донья, куда запаиваются медные трубки, окруженные стальными пластинами (трубчато-пластинчатые медно-сталь-ные радиаторы). Вследствие использования стальных пластин при производстве трубчато-пластинчатых радиаторов возникают множество недостатков такой конструкции - большой вес, минимальные показатели теплообмена, низкая коррозийная стойкость сердцевины, низкая вибрационная стойкость.
В дальнейшем своем развитии такие радиаторы получают медную ленту вместо стальных пластин (трубчато-пластинчатые медно-стальные радиаторы), что позволяет существенно увеличить их теплоотдачу. Такой радиатор весит гораздо меньше при значительном улучшении тепловых характеристик.
Сборные алюминиевые радиаторы стали разрабатываться в СССР во время «холодной войны». Так как медь являлась стратегическим сырьем, исследователи стали пытаться создать алюминиевые радиаторы паяной и сборной конструкции. Сборные радиаторы имеют меньшую теплоотдачу, но дешевле в производстве.
Первые попытки создания алюминиевых сборных радиаторов были предприняты на Мариупольском (Ждановском) радиаторном заводе для автомобиля ЗиС-120, но оказались не очень удачными, так как за основу была взята конструкция с плоскоовальными трубками. Плоскоовальные трубки было невероятно трудно уплотнять на торцах в месте соединения с доньями, из-за чего проект оказался очень дорогим и его скоро свернули. Радиаторов такого типа было сделано около 2 тысяч штук.
Первые шаги к наиболее современным теплообменникам - алюминиевым паяным радиаторам - были сделаны в 70-х года XX века. Первые радиаторы такой конструкции изначально были разработаны для автомобилей ГАЗ 3102. К сожалению, первый опыт оказался неудачным - алюминиевый паяный радиатор не справлялся теплоотдачей, особенно в городском режиме, и поэтому скоро был заменен медно-ла-тунным. Однако причиной его слабой теплоотдачи являлось конструктивное исполнение алюминиевой ленты - ее шаг составлял примерно 8мм. Причина такой крупноячеистой конструкции сердцевины тривиальна - на заводе, выпускающем эти радиаторы, не было технологической возможности делать меньший шаг охлаждающей ленты.
Интересные разработки в области автомобильных радиаторов
Все развитие автомобильных теплообменников стремилось к увеличению теплоотдачи при сохранении габаритов и одновременном уменьшении стоимости. Темпы развития автомобильных радиаторов определялись быстрыми темпами развития автомобильных двигателей - мощности моторов росли очень быстро, и охладить его становилось все труднее.
В попытках добиться результата создавались различные интересные типы радиаторов, по каким-либо причинам не вошедших в серию. Наиболее интересные образцы представлены ниже:
Интерес вызывает способ закрепления крышки бачков - при помощи болтов. Такой радиатор является ремонтопригодным, что особо важно для сельской местности.
Разрабатывался Бурковым В.В. для автомобиля «КамАЗ». Представляет собой довольно оригинальную конструкцию: взамен охлаждающих пластин использовались отходы алюминиевого производства (фактически опилки). Такой радиатор оказался довольно сложным в изготовлении и поэтому не получил распространения.
Использовался для автобусов. Особый интерес этот радиатор вызывает в связи с использованием съемных патрубков радиатора. Такое решение, скорее всего, принято для унификации изделия - в условиях невозможности точно указать угол, в каком требуется зафиксировать патрубки, необходим изменяемый угол.
Разработан для автомобилей PORSCHE. В то время как традиционный алюминиевый сборный радиатор имеет круглые охлаждающие трубки, радиатор с плоскоовальными трубками возвращает нас к первым попыткам создания сборного радиатора. Зачем создавать радиатор с плоскоовальными трубками? Площадь контакта набегающего потока воздуха с такой трубкой на 30% больше, чем с круглой - соответственно, и теплоотдача больше.
При создании таких радиаторов использовались комбинации традиционных материалов - меди, латуни, алюминия, стали. Наиболее яркий пример - сборный радиатор с круглыми алюминиевыми охлаждающими трубками и медными пластинами.