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叉車中冷發動機冷卻系統的設計
www.wuhubb.com   2012-01-29  中國工程機械信息網
導讀:  叉車中冷發動機的冷卻系統由空—空中冷器、水散熱器、液力變矩油冷器、風扇和各種管路等組成,分別以空氣、冷卻液和變矩器油作熱交換介質,通過應用較強散熱能力的散熱器,保證發動機和液力變矩器在各種苛刻使用工況下,都能始終在良好溫度條件下正常運轉。。。

  (4)散熱器的結構形式

  中冷發動機應選擇除氣式散熱器。該種散熱器的除氣系統能夠保證水冷卻系統中沒有空氣,提高冷卻液的熱交換能力,從而提高冷卻系統的散熱能力,有效提高發動機的使用壽命。

  中冷發動機的散熱器有管片式、管帶式和板翅式3種型式,板翅式散熱器相對于管片式、管帶式散熱器具有傳熱效率高、結構緊湊、輕巧和適應性廣等特點。我公司匹配中冷發動機的叉車,除個別小噸位的選用管帶串聯式散熱器外,其余全部匹配板翅并聯式散熱器。

  板翅式散熱器(見圖3)由隔板、封條、翅片等組成,隔板主要起隔離介質、支撐和連接元件的作用,是一次換熱面。封條是組成封閉通道的側封,是有壓通道的主要承壓件和板束的框架支撐。翅片是最主要的換熱元件,它擴大了傳熱面積,提高了傳熱效率、散熱器的強度和承壓能力。

  在空間允許的情況下,應優先選擇正面面積大、厚度薄、正方形的散熱器芯子。正方形的散熱器芯子可保證風扇掃氣面積最大,同時正面面積大的散熱器可匹配直徑大、轉速低的風扇,從而使風扇消耗功率和噪聲降低。散熱器芯子越薄,阻力越小,更不容易被灰塵、碎片、毛絮和昆蟲等異物堵塞。

  (5)散熱器的布置形式

  中冷發動機的散熱器有串聯(見圖4)和并聯(見圖5)2種。散熱器并聯連接就是中冷器、水散熱器和油冷器并聯在同一平面上。采用此方式,進入散熱器的冷氣未被加熱,氣流的阻力小,容易保養和維修。

  并聯式散熱器具有風阻小、散熱效率高等優點,布置時應優先采用并聯式結構。

  散熱器串聯連接時,中冷器位于風扇與水散熱器和油冷器之間,由于流經水散熱器和油冷器的空氣被中冷器加熱過,因此散熱器進風溫度較高。散熱器串聯連接時,若中冷器和水散熱器散熱片的峰高和峰距不同,將使整個散熱器的風阻大大增加。此外,中冷器與水散熱器間的間隙還容易被一些碎片堵住,不拆掉水散熱器很難清洗,從而造成散熱器散熱效率降低,影響發動機和液力變矩器的正常工作。串聯管帶式與并聯板翅式散熱器進口水溫與變矩器出口油溫如附表所示。因此要對中冷器和水散熱器間的間隙進行密封,使中冷器和水散熱器的散熱片密度接近。

  散熱器通常通過橡膠減振塊與車架柔性連接,以避免散熱器變形時芯子受力過大,產生劇烈振動,導致散熱器過早損壞。經過不斷探索和試驗,我們給5~25t叉車的中冷發動機配置了并聯板翅式散熱器,取得了很好的冷卻效果。

  (6)導風罩的形式

  導風罩通常用來提高風扇的效率,使空氣在芯子上獲得更均勻的分布,并且阻止發動機機艙內的空氣回流。現在使用的主要有3種形式:文杜里式、環式和箱式。文杜里式導風罩提供了最高的風扇效率,但比較難加工,未被廣泛使用。箱式和環式由于容易加工且有較好的冷卻效果,被廣泛使用,我公司生產的導風罩全部采用箱式。

  (7)冷卻系統的管路

  發動機與散熱器間的進、出管路應盡可能減少拐彎(避免小半徑彎曲),并有足夠的柔性。對于較長的管路,應采用膠管與硬管相結合的結構,膠管應至少具有517kPa的抗爆裂能力。與中冷器連接的管路在所有彎曲的地方都要使用硬管,并盡量減少彎頭。這是由于中冷系統管路中都有較高的溫度和壓力,加上各個系統間的相對運動,使用成型軟彎管容易損壞。

  (8)防止暖風回流

  散熱器排出的暖風回流會使散熱器的進風溫度提高,散熱器的冷卻效率降低。為防止風扇排出的熱空氣被再次引入冷卻用空氣回路,設計時必須考慮密封散熱器的四周,同時要優化設計車架和配重塊,保證進、出散熱器的氣流順暢。

  (9)冷卻液

  冷卻液具有防凍和防沸的雙重作用,同時還具有防腐蝕等功能。發動機應使用50%乙烯乙二醇與50%純凈水的混合液作為冷卻液。

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