郭海洋
摘 要：文章介绍了汽车车身车间在生产中常用涂胶设备的两种保温系统，即水加热系统和电加热系统，针对两种加热系统从保温性能、能耗、安全性、维修保养等方面进行了对比分析，研究了两种系统的优缺点及适用条件，为车身车间涂胶设备的选型和使用提供了参考。关键词：车身车间;涂胶设备;保温系统中图分类号：U463.82 文献标识码：A 文章编号：1671-7988（2020）01-175-03
Abstract： This paper introduces two types of heat-insulation system for body gluing equipment in body shop. It is water temperature conditioner system and electric heater system. The insulation performance， energy consumption， safety and maintenance of the two systems are compared and analyzed in this paper. The advantages， disadvantages and applicable conditions of the two systems are studied， which provides a reference for the selection and use of gluing equipment in body workshop.Keywords： Body shop; Gluing equipment; Insulation systemCLC NO.： U463.82 document Code： A Article ID： 1671-7988（2020）01-175-03
引言
车身用胶是车辆制造环节中重要的工艺材料之一，在车身生产中应用十分广泛，其在车身的密封性、减震性、隔音效果、连结功能，以及优化生产工艺、减轻车身总重、促进新型结构材料在汽车上的应用等方面起着非常重要的作用[1]。同时涂胶作为车身车间一项非常重要的工艺，对涂胶有着严格的质量要求，要确保出胶尺寸的一致性及出胶量的均匀连续性[2]。但由于胶的流动性会随着温度的升高而增大，随着温度的降低而变差，这就对涂胶设备或作业环境的保温要求较高。为保证胶水的流动性及涂胶工艺所需的加热效果[3]，涂胶系统需要有一套科学合理的保温系统用来保证涂胶质量，目前常用的加热系统分为两种：电加热系统和水加热系统。本文主要从安全性、能耗、保温性能、维护等方面对两种系统进行对比分析，阐述了各自的优缺点和适用环境，为相关涂胶设备的选型和使用提供了参考。
1 保温系统分类
根据涂胶设备保温系统加热方式的不同，常用的涂胶设备保温系统主要分为：电加热系统和水加热系统。
1.1 电加热系统
电加热系统是利用焦耳定律：Q=I2Rt，即通过缠绕在胶管内部的电加热丝产生电热效应，再通过胶管表面的热传导，对胶管内部的胶黏剂进行加熱保温（图1）。同时，依靠埋藏在胶管内部的感温原件对温度进行感知并反馈至控制系统，从而达到对胶管的温度进行控制。
1.2 水加热系统
通过加热丝对水箱内水的温度控制，再通过水泵的循环作用实现将具有固定温度的水带到系统所有的温控单元，从而实现对系统的温度控制（图2）。整个系统的温度传递介质为蒸馏水以防止水垢堵塞管路，TCU单元通过对循环水的加热或制冷，通过恒温水在系统中的循环，达到系统内胶黏剂温度的恒定。
2 电加热系统和水加热系统对比分析
2.1 保温性能方面
由于电加热系统（图3）是通过各保温部位的电热丝产生热量之后，经过胶管表面的直接热传导给胶管内部的胶黏剂，因此加热速度较快，各个部位达到设定温度的时间约为30分钟。且涂胶系统的不同部位可以根据需要设置不同的温度值，这是电加热系统的一个优点，但其保温性能方面的缺点是不能实现在高温环境条件下的制冷作用。
水加热系统（图4）不同的是在水箱部位通过电热丝将水加热，然后通过水循环将热量带到胶管部位，再通过胶管将热量传导给胶管内部的胶黏剂，从而达到保温的目的。由于水加热较慢且需要水循环将温度传导到待加热区域，所以整个加热过程相对电加热系统要慢，大约需要50分钟。由于整个水循环系统中水温基本是保证一致的，所以很难实现不同部位温度的差异设置。由于水的保温特性及散热过程慢等特性，可以保证温度控制的稳定性，其温控稳定性可控制在± 0.2 ℃，而电加热系统的温控稳定性为± 1℃。除此之外，水加热系统的突出特点是可以在高温环境下实现对涂胶系统制冷控制，这是水加热系统的独有优点。
2.2 能耗方面
在能耗方面，目前各个企业都在积极推动节约能源行动，一方面可以响应国家节能减排号召，另一方面可以通过节能措施有效降低企业成本。因此，在设备规划前期，对设备的能耗分析也是必不可少的。本文涉及的水加热系统与电加热系统，由于其加热系统的差异，在节约能耗方面，水加热系统的集中供热要优于电加热系统的分段供热。
电加热系统在不同的加热部位分段同时用电热丝进行加热，电热丝加热速度快，但是其缺少液态保温介质，散热速度快，所以要保持设定的温度就需要电热丝持续工作发热来补偿热损失，因此电加热系统耗能较高。图5以双胶泵电加热涂胶系统为例，加热系统主要耗能部件为胶管（与胶管长度有关）、压盘、定量机等，总耗能约为8600W。
水加热系统只在水箱位置通过电热丝对水进行集中加热，然后通过水循环装置将加热到设定温度的水传输到泵体的各个加热部位，从而实现对整个涂胶系统的保温。即水加热系统产生能耗的部位只有水箱和水循环装置，再加上水介质的保温性较好，因此水加热系统整体耗能远低于电加热系统。图6以双胶泵水加热涂胶系统为例，加热系统主要耗能部件为水箱和水循环装置，总耗能约为2150W。
2.3 安全方面
在安全性能方面，电加热系统中，胶管等的加热是通过240V强电包裹于胶管外壁（图1）通过电热丝产生热量，在使用过程中如产生管路磨损或老化等问题时有一定的触电风险;而对于水加热系统，胶管外部包有一层夹克衫式包管布，包管布内有可供水路循环的密集通道，并带有保温层，实现管中管式换热（图2），如果有管路磨损或老化等问题时仅会产生漏水风险，无触电风险。因此，对比两种加热系统的安全性能方面，水加热系统相对更加安全可靠。
2.4 维护保养方面
对于电加热系统，除管路漏胶外，无论是胶管的RTD（电阻温度探测器）还是加热丝损坏，都需要换整根胶管;而对于水加热系统，只需要管路漏胶时更换胶管，若保温包管布损坏只需更换包管布即可。此外，相同长度的电加热系统胶管价格约是水加热系统胶管价格的两倍，因此从维护保养的单次成本和更换概率上来讲，电加热系统的维修保养成本都高于水加热系统，且水加热系统的保养维护更加方便安全。
2.5 对比总结
前文从保温性能、能耗、安全性等方面对两种加热系统进行了对比，通过对上述对比结果的综合分析，在整体性能
方面水加热系统优于电加热系统;但电加热系统占用空间更小，且加热速度要快于水加热系统。具体对比结果如下表：
3 結语
本文介绍了车身涂胶设备的两种常见加热保温系统：电加热系统和水加热系统，并从保温性能、能耗、安全性、维修保养等方面进行了对比分析，整体性能方面水加热系统要优于电加热系统;但针对占用空间和加热速度方面，电加热系统更有优点。而对于设备的选型要考虑多方面的实际因素，如成本、与老涂胶设备的共用性等，本文通过以上各方面的对比分析，可为车身车间涂胶设备的选型和使用提供一定的参考。
参考文献
[1] 郝江，杨光，蔡交华.焊装车身涂胶现状浅析及新型胶应用介绍[C]. 2012安徽省汽车工程学会年会论文集. 2012：87-92.
[2] 兰建新.曲线路径自动涂胶装置[J].时代汽车， 2017（4）：98-99.
[3] 邵东生，周春晖.涂胶系统组成及涂胶泵机工作原理[J].设备管理与维修， 2017 （9）：139-140.
