4.治理過熱的技術措施
(1)?將風扇改為獨立式
傳統機型的風扇多為非獨立的機械連接式,即風扇由柴油機曲軸通過膠帶輪和膠帶驅動,風扇轉速與曲軸轉速同步。該方式在低速大負荷工況時,風扇冷卻風量不足,易導致大負荷時工程機械過熱;該方式在高速小負荷工況時,風扇高速運轉,冷卻風量過大,易導致小負荷時工程機械過冷。
近年來很多公司新開發的機型均采用獨立式可按需調速的液壓、電子風扇,國內一些維修企業也參照上述機型,將原機的非獨立風扇改裝為按需調速的獨立式風扇。驅動風扇的動力源可按機型的具體情況而定,液壓主回路、支回路可分別設置,也可獨立安裝液壓泵。
(2)?將散熱器改為分置式
傳統的散熱器組(模塊)由水散熱器、液壓油散熱器、變矩器油散熱器、機油散熱器等依次串聯成一組,安裝在風扇前端。這種安裝型式有如下缺點:多個散熱器共用1臺風扇冷卻,不能按各自的目標冷卻溫度進行針對性冷卻;多個散熱器串聯在一起,使冷卻空氣通過各個散熱器的流動阻力增大,并有熱量累積效應,縮小了冷空氣與散熱器中冷卻液的溫差,降低了散熱效果。
山東某公路工程處對ZL50型裝載機的傳統散熱系統進行了改造。其采用雙輸出軸液壓馬達分別驅動水散熱器風扇和水泵,安裝在發動機前端,對水散熱器進行冷卻,組成1個模塊;液壓油散熱器由電風扇冷卻,與水散熱器分離,安裝在發動機另一側組成另一模塊。其液壓驅動風扇和電動風扇,均采用ECV智能控制,可按各自所需調速散熱。
(3)?改進散熱器材質和排列方式
近年來,國內外開發的散熱器新材料有鋁泡沫材料、石墨泡沫材料和鋁合金等幾種,其中美國開發的石墨泡沫材料中的石墨為球形網狀結構,接觸面很大,具有極高的熱擴散率,散熱系數比傳統銅質散熱器高。鋁合金散熱器質量輕,抗腐蝕性好,散熱效果為銅質散熱器的106%。
鋁質冷卻水散熱器、中冷散熱器和機油散熱器具有體積小、質量輕、結構緊湊等優點,可將其從傳統的串聯式布置改為單層并列式布置,使多個散熱器可以同時接觸到風扇的冷卻風,避免各散熱器熱交換的相互影響,有效提高散熱效果。合肥某公司生產的叉車,采用鋁質板翅式散熱器代替傳統銅質散熱器,體積減小了50%。
(4)?采用可逆轉風扇
沃爾沃公司新開發的EC210C挖掘機安裝了液壓驅動的可逆轉風扇,在駕駛室內即可操縱風扇正、反轉(吹風或吸風)。通常工況下,風扇正轉(吸風);當散熱器上黏有灰塵等顆粒物時,則可控制風扇反轉(吹風),將塵土等顆粒物吹掉。
(5)?改善冷卻介質的散熱效率
若使用硬水作冷卻介質,會使水散熱器結垢,降低散熱效果,因此應使用合格的軟水作冷卻水。若在軟水中加入1%體積濃度的CuO納米微粒。則可提高40%導熱率。俄羅斯開發的APBK潤滑油,可改善潤滑油(機油)的摩擦性能,對磨損部位進行動態修復,降低運動副產生的摩擦熱,延長運動副的使用壽命。
(6)?其他措施
治理工程機械過熱的其他技術措施還包括:改進柴油機的燃燒工況,提高熱效率;改善液壓動力元件和執行元件結構和質量;回收制動、減速的慣性能量以及作業裝置下降的重力勢能,提高液壓能利用效率;優化風扇參數(葉片角度、風道等)提高冷卻能力,采用雙水流散熱器提高散熱效率;優化液壓管路布置和閥類元件動作工況,減小壓力損失;提高操作水平,防止超載作業;加強地下室內和深基礎作業場所的通風,并避免在太陽輻射最強的時段作業。
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